安湃光電煉出一顆光通信新“芯”——薄膜鈮酸鋰調(diào)制器芯片

  ICC訊 一片唱片大小的彩色圓片上，刻著一圈圈排列有序的金屬線與微型結(jié)構(gòu)。1月2日，在位于江夏經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)廟山光電子信息產(chǎn)業(yè)園的武漢安湃光電有限公司（以下簡稱安湃光電）展柜里，長江日?qǐng)?bào)記者看到了光通信領(lǐng)域的新“芯”產(chǎn)品——薄膜鈮酸鋰電光調(diào)制器的元器件。

  “目前，利用薄膜鈮酸鋰材料生產(chǎn)光芯片的企業(yè)在全國屈指可數(shù)，我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)深耕光電芯片十余年，技術(shù)已走在全球前列?！卑才裙怆娛紫瘓?zhí)行官孫昊騁自豪地介紹，公司生產(chǎn)線去年10月在江夏正式投產(chǎn)，短短兩個(gè)月就已收到全國各地近百萬元訂單。

薄膜鈮酸鋰晶圓（上）與薄膜鈮酸鋰電光調(diào)制器芯片。

  · 先行先試“豆腐雕花”

  “隨著5G網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量的速度和傳輸速率的要求也越來越高。這對(duì)光通信網(wǎng)絡(luò)的核心器件——電光調(diào)制器提出了更高容量、更低功耗的需求。薄膜鈮酸鋰材料在業(yè)內(nèi)有‘光學(xué)硅’之稱，因其優(yōu)異的電光、聲光和光學(xué)非線性效應(yīng)，已成為當(dāng)前高速電光調(diào)制器市場的主流產(chǎn)品?！睂O昊騁向記者介紹了這個(gè)對(duì)大多數(shù)人都十分陌生的專業(yè)的新材料。

  孫昊騁回憶，2012年，薄膜鈮酸鋰作為新的集成光電子材料平臺(tái)被開發(fā)出來時(shí)，還沒有人知道它具體可以用來做什么。2014年，國家發(fā)布有關(guān)該材料的項(xiàng)目研發(fā)指南，華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心夏金松教授課題組專攻該領(lǐng)域，而安湃光電的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)正是課題組的8位博士生。

  孫昊騁是武漢本地人，在華中科技大學(xué)攻讀了“本碩博”后，掛職武漢光電國家研究中心博士后。他把薄膜鈮酸鋰比作“豆腐干”，而要將其加工成電光調(diào)制器的核心元器件，就如同“在豆腐上雕花”。“雖然薄膜鈮酸鋰的性能比傳統(tǒng)材料更優(yōu)，但刻蝕卻更有難度，精細(xì)程度猶如‘雕花’?！睂O昊騁回憶，新材料加工工藝多達(dá)千種，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從千次失敗結(jié)果中探索其中之一的可能性路徑，終于在2016年成功做出樣片。

  2018年，課題組在制備光調(diào)制器技術(shù)方面取得重大突破，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)，供給合作客戶?！昂芏嗪献骺蛻粝Ｍ覀償U(kuò)大產(chǎn)能，課題組看到該技術(shù)有很廣闊市場前景，開始籌劃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。”2021年初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)在上海成立公司。

  · 帶著團(tuán)隊(duì)回漢研發(fā)生產(chǎn)

  安湃光電生產(chǎn)車間里，一間房間內(nèi)布滿黃光，實(shí)驗(yàn)人員在隔絕紫外線的環(huán)境下，將光刻膠圖案成功轉(zhuǎn)移到鈮酸鋰材料上?！澳壳埃颈∧も壦徜嚫咚俟庹{(diào)制芯片可實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)400顆。”孫昊騁告訴記者，產(chǎn)線設(shè)備整體搭建完成后，可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)52000顆芯片。

  2021年，公司成立后，遲遲找不到可以建設(shè)產(chǎn)線的地方。在得知該企業(yè)的情況后，江夏區(qū)主動(dòng)聯(lián)系了孫昊騁，希望他能將芯片的研發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)放回武漢，并推薦了由江夏經(jīng)開集團(tuán)開發(fā)運(yùn)營的廟山光電子信息產(chǎn)業(yè)園。

  “這里靠近光谷，距離華科大只有半小時(shí)車程，便于團(tuán)隊(duì)開展研究。”孫昊騁說，除了綜合考慮地理環(huán)境因素對(duì)產(chǎn)線建設(shè)的影響外，江夏區(qū)和產(chǎn)業(yè)園對(duì)企業(yè)落戶做出的實(shí)際支持也深深打動(dòng)了他。

  “考慮到企業(yè)門口需要運(yùn)輸重型設(shè)備，我們特意將磚路換成了瀝青路，并且單獨(dú)開辟了一片公共空間存放安湃光電生產(chǎn)所需的氮?dú)夤?。”江夏?jīng)開集團(tuán)產(chǎn)業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

  此前產(chǎn)線建設(shè)需要大量資金支持，江夏區(qū)積極對(duì)接聯(lián)系，安湃光電最終獲得了江夏科投集團(tuán)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金，去年8月順利完成了全鏈條半導(dǎo)體流片線建設(shè)，公司估值迅速上升。

  孫昊騁介紹，目前公司生產(chǎn)的薄膜鈮酸鋰電光調(diào)制器通信速率比上一代體材料的調(diào)制器快5—6倍，可應(yīng)用于寬帶電信和航空航天等多種場景。“不少科研院所購買公司產(chǎn)品，試用這門新興技術(shù)?！?

  “現(xiàn)在我一年大概有一半時(shí)間在武漢，一半時(shí)間在上海。武漢光電子信息產(chǎn)業(yè)集群‘獨(dú)樹一幟’，我們把芯片的研發(fā)和流片方面業(yè)務(wù)布局在武漢，上海則承擔(dān)貿(mào)易相關(guān)的業(yè)務(wù)?！睂O昊騁說，安湃光電在武漢有不少產(chǎn)業(yè)鏈下游的合作企業(yè)，今后也將緊抓在武漢的發(fā)展機(jī)遇，在武漢迅速成長。