112g光芯片项目铺设最快算力“高速公路”
日前，省科技厅发布全省首批前沿技术研发计划拟立项名单，华芯半导体科技有限公司申报的“112gbit/s pam4 850nm vcsel芯片（简称112g光芯片）的研发”项目入选。此次入选的项目主要面向未来产业培育，鼓励颠覆性技术创新，力争通过新科学原理突破或技术创新组合，改变传统或主流的技术、产品路线，抢占新赛道，培育新动能，加快发展新质生产力。
位于姜堰高新区的华芯半导体公司是从事vcsel芯片研发、生产和销售的高科技企业，已成功突破6g、10g、25g、56g光通讯芯片的开发和量产，正加速研发pam-4架构的112g vcsel芯片。公司董事长彭灵勇介绍，相对于led（发光二极管）、ld（激光二极管）、dfb激光器等半导体元件，vcsel具有低成本、低功耗、高速度等优良特性。vcsel光芯片由于制作工艺复杂，存在许多“卡脖子”技术，这类芯片过去一直被国外行业巨头垄断。华芯半导体投资数亿元购买了红光mocvd、全自动清洗、光刻、原子力显微镜、x射线检测仪等100多台套高端制造及检测设备，对这些进口设备并不是照搬照用，华芯科研团队根据自己的芯片制程工艺对相关设备进行了改进，保证了自主掌握核心技术。如价值2000多万元的红光mocvd设备，华芯科研人员优化气流模型，提高炉内气流均匀性，保障了晶圆表面的结晶质量，还降低了使用成本。
“vcsel光芯片制作总共有300多道工序，任何一个工序不合格都可能前功尽弃。”彭灵勇说，外延生长环节在红光mocvd设备内完成，不同材料堆叠300多层后，厚度仅6至8微米，是一根头发丝直径的十分之一。每一层的材料性质和要求都不同，这就带来诸多技术难点，气流速度、温度、旋转速度等指标参数，都要经过上万次试验才能达到最佳。技术人员将最佳参数组合编入软件程序，这样生长出来的外延片才会天衣无缝，这也形成了华芯独特的芯片制造工艺。
随着人工智能和高性能计算需求不断增长，计算、传输、存储等芯片迎来广阔的市场机遇，其中传输芯片决定算力的速度与稳定，其速度越快，技术难度越大，价格也越贵。继2022年攻克56g光芯片关键核心技术后，2023年，华芯加快研发步伐，瞄准112g光芯片攻关。目前，样品经通信企业试用，各项检测数据基本达标。接下来，华芯将尽快完成量产定型，铺设最快算力“高速公路”，努力实现对国外巨头的超越，保障国内供应链安全。
“党的二十届三中全会《决定》指出，改进科技计划管理，强化基础研究领域、交叉前沿领域、重点领域前瞻性、引领性布局。”姜堰区科技局局长袁惠荣表示，姜堰区聚焦创新主体急难愁盼问题，为华芯半导体为代表的科技企业提供“量身定制”科技服务，推动科技创新和产业创新深度融合，助力企业加快攻关关键核心技术。今年以来，区科技局服务华芯半导体，先后获批省产业前瞻与关键核心技术竞争项目1项，市科技支撑（产业关键技术研发）项目2项、市中小企业科技成果转化项目1项，争取项目资金370万元、研发投入奖补75万元。甘当科技“红娘”，该局还促成华芯半导体与南京大学、北京工业大学、长春理工大学等高校科研院所达成深度合作、协同创新。目前，华芯半导体正努力争创省潜在独角兽企业。
编辑：王魁 袁婷
校对：王晶
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