ICC訊 CIOE 2024期間，國科光芯（海寧）科技股份有限公司（簡稱國科光芯）重點展出基于氮化硅（SiN）技術開發的800G/1.6T 薄膜鈮酸鋰(TFLN)與SiN異質集成的硅光芯片，獲得業界客戶和現場觀眾廣泛討論和關注。

  在CIOE展會現場，國科光芯聯合CTO及數通事業部CEO朱宇博士現場接受了訊石光通訊網的采訪，和我們分享了公司多年的核心技術積累成果，以及在光通信業務上的產品布局與技術亮點。

國科光芯聯合CTO及數通事業部CEO朱宇博士（中）接受訊石網采訪

  本次國科光芯在光通信應用展臺重點展出800G DR8, 800G 2×FR4, 1.6T DR8等基于TFLN/SiN異質集成技術的系列硅光芯片產品。針對硅光異質集成的技術優勢，朱宇博士也向我們做了詳細的介紹。朱宇博士認為，衡量一款產品的市場競爭力，除了產品方案本身的性能優越外，更為重要的是，產品的可量產性以及技術路線的可持續性。尤其是在競爭激烈的光通信市場和需要產品快速迭代的AI應用場景下。

  首先，從方案技術性能來看，相對于傳統的硅光技術，基于氮化硅材料的硅光技術不僅具備低損耗、寬光譜、大光功率等眾多單項優勢，同時作為一個強兼容性的平臺型技術，更易于實現異質集成。國際權威研究機構的多項研究成果表示，可以在氮化硅平臺基礎上高效地把鈮酸鋰（LiNbO?）、磷化銦（InP）、銦鎵砷（InGaAs）等材料進行混合集成或異質異構集成。因此，國科光芯基于多年在氮化硅技術上深耕的成果，搭建了氮化硅（SiN）+薄膜鈮酸鋰（TFLN）的異質集成技術平臺，一方面，充分發揮氮化硅作為光波導介質的高透光性，同時，基于薄膜鈮酸鋰材料的高光電帶寬等性能優勢，能夠實現200Gbps/lane及更高速率應用的需求。同時也具有高線性度及低插損等優勢特點。

  在產品量產能力上看，雖然薄膜鈮酸鋰具備諸多的性能優勢特點，但是由于其材料特性并不兼容CMOS工藝，晶圓級刻蝕工藝還不夠成熟，所以純薄膜鈮酸鋰技術方案在量產上具有較大挑戰。國科光芯的異質集成方案是在氮化硅芯片上完成光波導刻蝕，基于層間耦合技術，無需對薄膜鈮酸鋰材料進行流片加工，直接鍵合集成薄膜鈮酸鋰材料，形成復合波導實現高速調制。因此，能夠兼容CMOS流片工藝，并憑借國科光芯8英寸的氮化硅量產平臺，使得其產品具備低成本和可量產性。

  從技術方案的可持續發展性來看，異質集成芯片依靠薄膜鈮酸鋰高調制帶寬的特性，未來可擴展至單通道400Gbps，應用于3.2T及以上光互聯，目前已與產業鏈核心光通信客戶開展業務合作。

TFLN/SiN異質集成芯片結構示意圖

  目前行業內，實現單通道200Gbps的技術路線主要有III-V（EML）、SOI硅光、純薄膜鈮酸鋰（TFLN）以及TFLN與SiN或SOI異質集成四種技術路線。訊石也就此問題采訪了朱宇博士，朱博根據目前各技術路線的發展及應用情況做了具體的介紹。目前EML作為單通道100Gbps的主流方案，產業鏈最為成熟穩定，例如，博通和三菱已經在今年逐步啟動200G EML芯片的量產和批量交付。但是，EML芯片工藝難度大，成本高，基本上受到海外大廠的壟斷。相比之下，SOI硅光方案經過多年的發展，可以看到其市場占有率在不斷提升，硅光芯片兼容CMOS工藝，成本低、集成度高，目前商用Foundry成熟，國內的硅光芯片公司在100G/lane時代已經實現了批量出貨。在下一代200G/lane，SOI硅光通過優化驅動方式來解決硅調制器帶寬受限（＜50GHz）的問題，但良率以及面向更高速率的應用具有一定的挑戰性。反觀純薄膜鈮酸鋰技術路線，其最大的優勢是調制器性能優異，帶寬高。但目前量產工藝具備一定挑戰性。國科光芯的TFLN/SiN異質集成技術，對薄膜鈮酸鋰材料的利用率高。同時由于其高帶寬特性，產品迭代投入較小，成本優勢在200G/lane較100G/lane更為明顯。當然對于異質集成技術所帶來的新的工藝要求，也需要團隊不斷地提升與優化?？偠灾?，朱博認為，每個技術路線都有其自身的優點和挑戰性，相信大家的最終目標都是為了給行業和客戶提供高性能與低成本兼顧的解決方案。

  AI算力需求的驅動下，據高盛研究報告預測，2025年全年800G光模塊總需求量將超過千萬只，1.6T 光模塊需求量將達到百萬只。相信快速增長的市場需求對于產業鏈上掌握核心技術的相關公司，都將是巨大的機會和挑戰。國科光芯依靠多年的技術積累和沉淀，厚積薄發，努力為客戶提供強大的市場競爭力，為行業提供更有價值的產品和技術方案，助力高速光互聯的發展。

氮化硅硅光芯片量產流片良率分布

  國科光芯創立于2019年4月，總部位于浙江海寧，是一家集材料工藝、芯片設計、集成封裝、光電子器件、應用算法、系統集成等綜合能力為一體的國家高新技術企業，致力于成為全球領先硅光芯片技術及整體解決方案公司。得益于團隊多年的研發經驗和技術積累，公司于2023年具備了8英寸低損耗氮化硅量產能力，實現傳輸損耗0.1dB/cm，工藝良率超95%。成為國內為數不多具備完整工藝量產能力的氮化硅芯片技術平臺。