全球首片8寸硅光薄膜鈮酸鋰光電晶圓下線

3月 4 日，湖北九峰山實驗室正式宣布，于2024年2月20日，全球首塊8英寸硅光膜鈮酸鋰光電集成晶圓在其實驗室成功下線。

這項創(chuàng)新顛覆了傳統(tǒng)，將8英寸SOI硅光晶圓與8英寸鈮酸鋰晶圓進行鍵合并構(gòu)建光電收發(fā)功能，確立了當(dāng)前世界領(lǐng)先的硅基化合物光電集成技術(shù)地位。同時，也使得新型光芯片得以大規(guī)模生產(chǎn)，展現(xiàn)出難以想象的超低損耗和高帶寬，突出了其無可匹敵的綜合性能。

實驗室負責(zé)人透露，此項成果旨在助力迅速推動產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進程。

由于出色的性能，薄膜鈮酸鋰在諸如濾波器、光通訊、量子通信以及航空航天等多個領(lǐng)域都發(fā)揮了關(guān)鍵角色。然而，大尺寸鈮酸鋰晶體圓片制備過程中的難題，以及其微納加工技術(shù)一直是業(yè)界面臨的挑戰(zhàn)。因此，雖然薄膜鈮酸鋰已在鈮酸鋰 eldest工制領(lǐng)域占據(jù)了一定分量，但大部分研究仍圍繞3英寸、4英寸和6英寸晶片及其上的微納加工工藝展開。

借助8英寸薄膜鈮酸鋰晶圓的優(yōu)勢，九峰山實驗室打造了適合其的深紫外線（DUV）光刻、微納干法刻蝕及薄膜金屬工藝，最終研制出首款8英寸硅光薄膜鈮酸鋰晶圓。通過搭載這臺強大工具，實驗室不僅成功研發(fā)出低損耗鈮酸鋰波導(dǎo)、高帶寬電光調(diào)制器芯片和高帶寬發(fā)射器芯片，而且還提供了一種全新的薄膜鈮酸鋰光電芯片產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路徑。

九峰山實驗室表示，光子集成技術(shù)因其在5G通信、大數(shù)據(jù)、人工智能等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而備受矚目?？紤]到鈮酸鋰具有大透明窗口、低傳輸損耗、優(yōu)異的光電/壓電/非線性等特性以及卓越的機械穩(wěn)定性，它被譽為完美的光子集成材料；特別是單晶薄膜鈮酸鋰，為解決光子集成芯片領(lǐng)域普遍存在的低傳輸損耗、高密度集成以及低調(diào)制功耗問題提供了極致的解決方案。

不僅如此，隨著調(diào)制速率需求的上升，薄膜鈮酸鋰的優(yōu)越性愈加凸顯，將給未來的通信技術(shù)帶來無限可能性。據(jù)QYResearch研究報告顯示，全球薄膜鈮酸鋰調(diào)制器市場預(yù)計將于2029年達到20.431億美元，年復(fù)合增長率高達41%。

展望未來，當(dāng)我們基于鈮酸鋰的光源、光調(diào)制、光探測等重要元器件逐漸成熟之際，鈮酸鋰光子集成芯片或許能像硅基集成電路那樣，躋身高速率、高容量、低能耗光學(xué)信息處理的前沿陣地，在光量子計算、大數(shù)據(jù)中心、人工智能以及光傳感激光雷達等領(lǐng)域釋放巨額的應(yīng)用價值。

值得一提的是，九峰山實驗室坐落于“中國光谷”——湖北省武漢市東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)，并且其科研團隊匯聚了來自全球10個國家的百余位頂尖科學(xué)家和技術(shù)專才。