電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/周凱揚(yáng))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(jìn)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(dá)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(dá)可將成本降低一個量級,同時(shí)進(jìn)一步減小體積。
硅光制造平臺 / Yole
無疑硅光產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來了拐點(diǎn),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(jì)、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(jì)上的布局進(jìn)行了介紹,但實(shí)際上,國內(nèi)也有在設(shè)計(jì)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(jì)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(kuò)張性強(qiáng)。同時(shí),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。
PIC Palette各大模塊 / 旭創(chuàng)科技
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(fèi)用不低廉、使用不便捷和糾錯不完善的問題。這一點(diǎn)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(fèi)1年可續(xù)期的免費(fèi)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(shí)現(xiàn)的技術(shù),為了在芯片上以低成本實(shí)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(yàn)的先驅(qū)廠商,在設(shè)備和制造工藝上都有著自己獨(dú)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(shí),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(dá)成了合作。
OpenLight硅光工藝平臺 / OpenLight
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(shí)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(jì)劃,還會推出400G和800G的參考設(shè)計(jì)。
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(jì)、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(jì)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(dá)芯片和AI芯片等多種解決方案。
結(jié)語
可以看出,從設(shè)計(jì)到制造封裝上,硅光已經(jīng)跑通了全流程,但目前因?yàn)椴⒎撬芯A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(jìn)的產(chǎn)能擴(kuò)張,仍在等待一個成熟的市場。至于設(shè)計(jì)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(jìn)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。
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