我国首条光子芯片中试线实现规模化量产

上海交通大学无锡光子芯片研究院（CHIPX）近日宣布，国内首条光子芯片中试线取得突破性进展：6月5日下午4点，无锡光量子芯片中试平台顺利下线首片6寸薄膜铌酸锂光子芯片晶圆，同时超低损耗、超高带宽的高性能薄膜铌酸锂调制器芯片也实现规模化量产。

光量子芯片是量子计算的核心载体，其产业化对实现量子信息领域自主可控至关重要。然而，长期以来，我国因缺乏共性关键工艺技术平台，面临“实验室成果难以量产”的困境。

上海交通大学无锡光子芯片研究院于2022年启动国内首条光子芯片中试线建设，2024年9月正式启用中试平台，通过整合研发、设计、加工全链条能力，打通了从实验室到量产的关键环节。

据悉，薄膜铌酸锂材料虽具备超快电光效应、低功耗等优势，但其脆性大、加工精度要求极高，尤其在纳米级刻蚀、薄膜均匀性控制等方面存在技术瓶颈。

上海交通大学无锡光子芯片研究院工艺团队依托中试线引进的110余台国际顶级CMOS工艺设备，创新开发了光刻、刻蚀、薄膜沉积等全闭环工艺，成功在6寸晶圆上实现110纳米高精度波导刻蚀，并完成跨尺度集成。

通过材料与器件协同设计，上海交通大学无锡光子芯片研究院研发的薄膜铌酸锂调制器芯片性能实现跨越式突破：

• 调制带宽突破110GHz，解决了高速光互连的带宽瓶颈；
• 插入损耗低于3.5dB，波导损耗小于0.2dB/cm，显著提升光传输效率；
• 调制效率优化至1.9V·cm以下，电光转换效能大幅提升。

这些指标已达到国际先进水平，为国产光子芯片在量子通信、人工智能算力等场景的应用奠定基础。研究院透露，中试平台年产能达1.2万片晶圆，可为产业链提供低成本、快速迭代的规模化量产解决方案。

为进一步降低行业研发门槛，上海交通大学无锡光子芯片研究院计划于今年第三季度发布工艺设计包（PDK），开放薄膜铌酸锂调制器芯片的核心工艺参数与器件模型。该PDK将集成无源耦合器、电光调制器等基础元件模型，并支持多物理场仿真，助力企业缩短研发周期。