承載設(shè)計、制造到封裝的硅光平臺

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚）雖然一些學(xué)術(shù)研究的突破往往與商業(yè)化之間還存在著很大的差距，也缺乏完整的上下游市場生態(tài)。但這并沒有阻礙半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為了追求極致性能的腳步，而且在硅光這一技術(shù)上，卻已經(jīng)開啟了商業(yè)化的進程，也建立了一個健康的生態(tài)系統(tǒng)，還有半導(dǎo)體傳統(tǒng)硅行業(yè)的支持。

以數(shù)據(jù)中心和通信市場為例，400G和800G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為大勢所趨，各國未來建設(shè)骨干網(wǎng)絡(luò)都會用上基于硅光技術(shù)的光通信模塊。但硅光技術(shù)的應(yīng)用卻又不僅限于光通信。激光雷達帶來的光學(xué)傳感需求也是帶領(lǐng)其走向龐大汽車市場的關(guān)鍵，而基于硅光技術(shù)的固態(tài)激光雷達可將成本降低一個量級，同時進一步減小體積。

無疑硅光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來了拐點，在自動駕駛和數(shù)據(jù)中心這兩大增量市場的刺激下，無論是設(shè)計、制造還是封裝，硅光平臺都可謂走上了快車道。

國內(nèi)外硅光平臺

在此前的文章中，我們已經(jīng)對新思、Cadence等EDA公司在硅光設(shè)計上的布局進行了介紹，但實際上，國內(nèi)也有在設(shè)計上看向硅光的廠商，那就是光通信模塊廠商旭創(chuàng)科技。旭創(chuàng)科技內(nèi)部成立的旭創(chuàng)研究院在近日發(fā)布了一體化光電芯片EDA設(shè)計軟件PIC Palette（矽繪），集仿真、版圖繪制、檢查和測試為一體。旭創(chuàng)科技官網(wǎng)的說明中寫道，該軟件底層基于Python打造，學(xué)習(xí)和使用成本低，擴張性強。同時，PIC Palette能夠兼容主流硅光代工廠的PDK，也支持自建PDK和定制化。

根據(jù)PIC Palette創(chuàng)始人吳昊博士的說法，PIC Palette的目的就是為了解決現(xiàn)有EDA軟件生態(tài)不兼容、費用不低廉、使用不便捷和糾錯不完善的問題。這一點從PIC Palette的授權(quán)和使用模式也可以看出一二，PIC Palette提供個人用戶免費1年可續(xù)期的免費版和按年訂閱的專業(yè)版，后者支持端口自動對齊等高級功能。

得益于硅光技術(shù)的興起，現(xiàn)在不少主流的晶圓代工廠都開始重視起這一特種工藝。畢竟硅光的定義很明確，也就是將高密度的光電集成電路利用CMOS工藝來實現(xiàn)的技術(shù)，為了在芯片上以低成本實現(xiàn)復(fù)雜的光學(xué)特性，制造工藝必須過關(guān)。

AMF是一家在硅光技術(shù)領(lǐng)域有著15年經(jīng)驗的先驅(qū)廠商，在設(shè)備和制造工藝上都有著自己獨特的IP，而在制造上靠的正是他們的200mm晶圓廠。AMF提供基于新思、Mentor、Luceda和Lumerical（Ansys）的PDK。

除此之外，還有高塔半導(dǎo)體，高塔的硅光工藝平臺主要由位于美國的200mm晶圓廠提供，擁有基于Cadence、Luceda、Mentor和新思的代工廠PDK。與此同時，高塔半導(dǎo)體還和新思與OpenLight（由新思和瞻博網(wǎng)絡(luò)共同成立的公司）達成了合作。

得益于此，OpenLight提供了世界首個集成激光器的開放硅光工藝代工平臺，每個光電集成電路可以擁有數(shù)百或數(shù)千個激光器，且均能實現(xiàn)晶圓級的單片集成。更重要的是，OpenLight的開放硅光工藝平臺將借助高塔半導(dǎo)體的PH18DA工藝推出MPW共乘計劃，還會推出400G和800G的參考設(shè)計。

國內(nèi)的聯(lián)合微電子中心則早在2020年就對外發(fā)布了基于180nm的硅光工藝PDK，支持設(shè)計、制造、封裝和測試全流程，可以提供MPW或單一用戶的硅光芯片流片，還有EPDA設(shè)計服務(wù)，支持的主要硅光器件包括觀賞耦合器、任意功分器、MMI、波分復(fù)用器等等。目前聯(lián)合微電子中心也推出了高速光模塊芯片、激光雷達芯片和AI芯片等多種解決方案。

結(jié)語

可以看出，從設(shè)計到制造封裝上，硅光已經(jīng)跑通了全流程，但目前因為并非所有晶圓廠、封裝廠都加入了硅光工藝的行列中來，即便擁有硅光工藝的廠商們也未開始激進的產(chǎn)能擴張，仍在等待一個成熟的市場。至于設(shè)計上，很明顯國內(nèi)外廠商都已經(jīng)有了深度布局，無論是自己開發(fā)還是收購，也都獲得了長足的進展和晶圓廠的支持。但有歸有，我國還是得繼續(xù)加大硅光EDA、工藝和封測這三大薄弱環(huán)節(jié)的投資，這樣才不會在硅光迎來大規(guī)模商用后出現(xiàn)短板。