9博体育app官网入口硅光芯片: 并非电子芯片的“对头”而是“伙伴”硅光芯片制造技术是基于硅和硅基衬底材料,利用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺进行光器件开发和集成的技术,其结合了集成电路技术超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势9博体育app官网入口,与现有的半导体晶圆制造技术是相辅相成的。
当下科技竞争日趋激烈,最受人关注的芯片技术更是日新月异。当IBM研发出2纳米制程芯片的消息尚未传开,台积电和其合作伙伴就宣布取得了1纳米以下制程芯片技术突破。业内普遍认为,人类正一步步逼近电子芯片的物理理论极限。
硅光芯片具有高运算速度、低功耗、低时延等特点,且不必追求工艺尺寸的极限缩小,在制造工艺上,也不必像电子芯片那样严苛,必须使用极紫外光刻机(EUV)。
“硅光子技术的概念很早就有人提出了,但是要做好硅光芯片,并不是很容易。”北京邮电大学教授、博士生导师李培刚告诉科技日报记者,早在上世纪90年代,IT从业者就开始为传统半导体芯片产业寻找继任者,光子计算一度被认为是最有希望的未来技术。“因技术上的原因,直到21世纪初,以Intel和IBM为首的企业与学术机构才率先重点发展硅芯片光学信号传输技术,期望能用光通路取代芯片之间的数据电路。”李培刚说。
李培刚告诉记者,硅光芯片制造技术是基于硅和硅基衬底材料,利用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺进行光器件开发和集成的技术9博体育app官网入口,其结合了集成电路技术超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势,与现有的半导体晶圆制造技术是相辅相成的。
李培刚表示,我国十分重视硅光芯片产业的发展。但刚开始时,国内的高端硅光芯片以设计为主,流片主要还是在国外,芯片制备的周期长、成本高,制约了我国硅光子技术的发展,“加之国外限制中国的芯片技术发展,采取了一系列措施,对我国硅光芯片企业的发展造成了较严重的影响。”
李培刚告诉记者,硅光技术发展主要可以分为3个阶段:第一,硅基器件逐步取代分立元器件,即用硅把光通信底层器件做出来,达到工艺的标准化;第二,集成技术从耦合集成向单片集成演进,实现部分集成,再把这些器件像乐高积木一样,通过不同器件的组合,集成不同的芯片;第三,光电一体技术融合,实现光电全集成化。把光和电都集成起来,实现更加复杂的功能。“目前硅光技术已经发展到了第二阶段。”李培刚说。
在他看来,尽管硅光技术日趋成熟,硅光芯片即将进入规模化商用阶段,但是仍存在需要突破的技术瓶颈,如设计工具非标准化、硅光耦合工艺要求较高以及晶圆自动测试及切割等存在技术性挑战。
李培刚认为,我国在硅光芯片的研发上已经取得了技术突破,但在产业化方面,国产硅光芯片产业化技术还存在一些问题,包括结构设计、制造工艺、器件封装和应用配套等,需要不断发展成熟,“除了技术本身,硅光芯片的产业化也会受到材料、工艺、装备、软件、人才以及市场生态等综合因素的影响。所以,在对技术方面的研发进行投入之外,形成一个好的产业生态,搭建平台、优化生态,产业链上下游加大合作,对于硅光芯片的发展也是非常重要的。”李培刚说。
2017年11月28日,工信部正式批复同意武汉建设国家信息光电子创新中心,该中心由光迅科技、烽火通信、亨通光电等国内多家企业和研发机构共同参与建设,汇聚了国内信息光电子领域超过60%的创新资源,承载着解决我国信息光电子制造业“关键和共性技术协同研发”及“实现首次商业化”的战略任务,着力破解信息光电子“缺芯”的局面。
2017年,上海市政府将硅光子列入首批市级重大专项,投入大量经费,布局硅基光互连芯片的研发和生产,旨在打造硅光芯片全产业链,掌握关键核心技术,让国内企业摆脱对国外供应商的依赖。
2018年10月,由重庆市政府重磅打造的国家级国际化新型研发机构联合微电子中心有限责任公司在重庆注册成立,首期投资超100亿元。
工信部2017年底发布的《中国光电子器件产业技术发展路线年)》指出,目前高速率光芯片国产化率仅3%左右,要求2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%,高端光电子芯片国产化率突破20%。
在政策支持下,我国硅光芯片发展迅速。2018年1月,国内第一个硅光子工艺平台在上海成立,缩小了我国在加工制造上与国外的差距。
2019年9月,联合微电子中心有限责任公司实现了8英寸硅基光电子技术工艺平台的通线。仅仅几个月,其自主开发的硅光工艺就达到了非常好的水平,并正式向全球隆重发布“180nm成套硅光工艺PDK”,这标志着该公司具备硅基光电子领域全流程自主工艺制造能力,开始向全球提供硅光芯片流片服务。
国家层面,支持硅光技术的利好政策纷至沓来,各地政府也纷纷入局。上海市明确提出发展光子芯片与器件,重点突破硅光子、光通讯器件、光子芯片等新一代光子器件的研发与应用,对光子器件模块化技术、基于CMOS的硅光子工艺、芯片集成化技术、光电集成模块封装技术等方面的研究开展重点攻关。湖北省、重庆市、苏州市等政府都把硅光芯片作为“十四五”期间的重点发展产业。“根据各地的规划来看,很难看出各地布局实质性差异。各地将发挥自己原有的芯片产业基础,并积极引进新的企业,各尽所能发展硅光芯片产业。”李培刚说。
硅光技术因其诸多特性,已经成为业界下一个追逐的目标。随着产业化技术的不断成熟,产业环境不断优化,我国硅光芯片产业正蓄势待发。
根据英特尔的硅光子产业发展规划,硅光模块产业已经进入快速发展期。2022年,硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面将全面超越传统光模块,预测硅光模块的市场增速为40%,2024年达到39亿美元,届时有望占据整体市场规模的21%。
“目前来看,光和电是在两个‘赛道’上,各有自己的应用场景。在逻辑运算领域,未来的趋势是光电集成,要实现全光计算还需要很长的一段时间。”李培刚说,光子集成电路虽然目前仍处于初级发展阶段,不过其成为光器件的主流发展趋势已成必然。
“总体来说,目前只在个别计算和传输领域,光子芯片可以替代电子芯片。”李培刚说,在制造工艺上,两者虽然在流程和复杂程度上相似,但光子芯片对结构的要求不像电子芯片那样严苛,一般是百纳米级,“这大大降低了对先进工艺的依赖,在一定程度上缓解了当前芯片发展的瓶颈问题”。
“光有光的优势,电有电的优势。”李培刚说,在某些应用场景中,两者有竞争,但更多的时候,二者是共赢关系。
“硅光芯片技术目前还没有电子芯片成熟,所以未知的因素很多,未来应把两者很好地衔接起来。”李培刚认为,电子集成电路和光子集成电路之间是互补的关系。“未来我们可以充分利用光子集成电路高速率传输和电子集成电路多功能、智能化的优点,在新的‘赛道’上跑出更好成绩。”李培刚说。
南美洲的一种肺鱼是迄今发现的拥有最大基因组的动物。通过将美洲肺鱼基因组与其他肺鱼基因组进行比较,研究人员确定,美洲肺鱼每1000万年向其DNA中添加相当于一个人类基因组的基因。
中国科学院大连化学物理研究所史全研究员团队与吴忠帅研究员团队合作,在前期柔性相变薄膜的研究基础上,进一步改进化学交联合成方法,并利用湿法纺丝技术,开发出一种具有固-固相变特性的本征柔性相变纤维。实际热管理实验表明,该柔性相变纤维具有优异的温度控制性能,为新一代智能调温纤维材料的研究与发展提供了新方向。
近日,中国医学科学院药物研究所助理教授吴惊香团队揭示了去甲肾上腺素转运体的底物结合及抑制机制,为去甲肾上腺素转运体研究奠定了基础。尽管研究已揭示了去甲肾上腺素转运体的底物结合及抑制机制,但对吴惊香团队来说,“闯关”远未结束。
研究人员介绍,就像水龙头的阀门可以调节水流的大小,晶体管也能够调控由电子或空穴等载流子形成电流的大小。研究团队通过可控调制热载流子来提高电流密度,发明了一种由石墨烯和锗等混合维度材料构成的“热发射极”晶体管,并提出了一种全新的“受激发射”热载流子生成机制。
人工智能,从技术层面而言,特指使计算机程序呈现出人类智能的技术;从客观存在层面而言,泛指能够表现出人类智能的机器设备。
文物和文化遗产承载着中华民族的基因和血脉,是传承历史和文明的载体,也是推进文化自信自强的深厚根基。
作为数字时代的新型生产要素,数据是数字化、网络化、智能化的基础,已成为发展新质生产力的重要支撑和关键引擎。 多措并举打通束缚新质生产力发展的堵点卡点,让数据要素更好赋能新质生产力发展,是实现中国式现代化的重要任务。
党的二十届三中全会审议通过的《中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》强调,建立人工智能安全监管制度。所谓生成式人工智能技术(AIGC),是指基于算法、模型、规则等,生成文本、声音、图片、视频等内容的新一代人工智能技术。
“木星冰卫星探测器”(JUICE)将于8月19日、20日飞越地球和月球。次飞越可能是整个飞行任务中最复杂的,因为JUICE必须精确通过与地球和月球相关的正确位点,进而“搭便车”前往金星。
研究星系的形成和演化,对理解宇宙起源和结构有重要意义。学天文与空间科学学院教授王涛团队揭示黑洞通过调制星系冷气体含量影响星系的形成演化,解开了困扰天文学界半个世纪的谜题。”王涛团队通过对样本星系中原子氢和超大质量黑洞的对比研究,发现星系中心黑洞质量与原子氢含量负相关。
中国科协推出科普大篷车项目,让“移动科技馆”走到乡村孩子身边。潘薇是安徽省科技馆科普大篷车的第一代科普工作者,“我们常在外边跑,陪伴家人的时间很少。
这些年来,在各地各方的共同努力下,长城保护、传承与研究工作有序进行,长城的保护状况得到持续改善。
大学博物馆面向中小学生开放,有利于促进教育资源的共享与普及,对促进知识传播、文化传承、提升学生综合素质都具有积极意义,无疑值得肯定和点赞。
近年来长江水生生物资源总体呈现恢复向好态势,以十年禁渔为重点的长江大保护系列政策措施取得明显成效。
“气温每上升1℃,所选育的小麦品种的环境适应能力将下降8.7%。论文第一作者兼通讯作者熊伟建议9博体育app官网入口,未来必须对现有育种策略进行调整,增加抗逆高产品种的遗传多样性,以适应不断增加的极端天气事件。
日前,中国科学院生物物理研究所研究员赵岩团队和合作者在《自然》发表最新研究成果,为开发治疗与多巴胺转运蛋白(DAT)相关精神疾病的药物提供了重要的指导信息。
中国汽车工业协会最新统计显示:7月,乘用车国内销量159.5万辆,其中,新能源乘用车国内销量85.3万辆,首次超过传统燃料乘用车74.2万辆的国内销量。