في السنوات الأخيرة ، واجهت الرقائق المحلية خطر "عنق عالق".ناقش بعض الخبراء أن الصين يمكنها إما بناء رقائق محلية على طول الطريق التقني للدول الأجنبية ، أو إيجاد طريقة أخرى وفتح مسار جديد لتحقيق التجاوز في الزوايا.من الواضح أن المسار الأخير أكثر صعوبة.في الوقت الحاضر ، هذان المساران متوازيان ، ولكل منهما اختراق.
حقق تصنيع الرقائق الإلكترونية الضوئية المحلية مقياسًا نانويًا لأول مرة
في مساء يوم 14 سبتمبر ، نشر العلماء الصينيون أحدث أبحاثهم في أكبر مجلة أكاديمية في العالم "الطبيعة".لأول مرة ، حصلوا على هيكل ثلاثي الأبعاد محفور بالضوء بمقياس نانوي ، مما حقق طفرة كبيرة في مجال الجيل التالي من تصنيع الرقائق الإلكترونية الضوئية.قد يفتح هذا الاختراع الرئيسي مسارًا جديدًا لتصنيع الرقائق الإلكترونية الضوئية في المستقبل ، ومن المتوقع أن يتم استخدامه في تصنيع شرائح الأجهزة الإلكترونية الضوئية الرئيسية مثل المُعدِّلات الإلكترونية الضوئية والمرشحات الصوتية والذاكرة الكهروضوئية غير المتطايرة.لديها آفاق تطبيق واسعة في اتصالات 5G / 6G ،عرض الصماموالحوسبة الضوئية والذكاء الاصطناعي ومجالات أخرى.
صناعة الإلكترونيات الضوئية لؤلؤة ، تستخدم على نطاق واسع المصب
الرقائق الضوئية هي المكونات الأساسية في مجال الإلكترونيات الضوئية.تعد الأجهزة الإلكترونية الضوئية (يشار إليها باسم الرقائق الضوئية في الصين) قسمًا فرعيًا مهمًا في صناعة أشباه الموصلات العالمية.مع التطور القوي لصناعة أشباه الموصلات الإلكترونية الضوئية ، تم استخدام الرقائق الضوئية ، باعتبارها المكونات الأساسية لسلسلة الصناعة الأولية ، على نطاق واسع في الاتصالات والصناعة والاستهلاك وما إلى ذلك في العديد من المجالات.وفقًا لتصنيف Gartner ، تشتمل الأجهزة الإلكترونية الضوئية على CCD و CIS و LED وكاشفات الفوتون ومقارنات البصريات وشرائح الليزر وغيرها من الفئات.كمكونات أساسية لصناعة الإلكترونيات الضوئية ،يمكن رقائق بصرية
تنقسم إلى شرائح ضوئية نشطة ورقائق ضوئية سلبية وفقًا لحدوث تحويل الإشارة الكهروضوئية.يمكن تقسيم الرقائق الضوئية النشطة إلى شرائح إرسال وشرائح استقبال ؛الرقائق الضوئية المنفعلة وهي تشتمل بشكل أساسي على شرائح التبديل الضوئية ، ورقائق مقسم الحزمة الضوئية ، وما إلى ذلكشاشة LED مرنة.في هذا التقرير ، نركز على اتجاه التنمية الصناعية ومساحة السوق وفرص توطين الرقائق الضوئية النشطة مثل رقائق الليزر ورقائق الكشف عن الفوتون.
هناك العديد من الفئات الفرعية للرقائق الضوئية ، وتغطي الصناعة مجموعة واسعة من المجالات.بالإضافة إلى التصنيف النشط / السلبي أعلاه ، يمكن أيضًا تقسيم الرقائق الضوئية إلى أربع فئات: InP و GaAs و niobate الليثيوم القائم على السيليكون والأغشية الرقيقة وفقًا لأنظمة المواد وعمليات التصنيع المختلفة.تشتمل ركيزة InP بشكل أساسي على رقائق EML بالتعديل المباشر DFB / الامتصاص الكهربائي ، ورقاقات PIN / APD للكاشف ، ورقائق مكبر الصوت ، ورقائق المُعدِلات ، إلخ. تشتمل ركائز GaAs على رقائق ليزر عالية الطاقة ، ورقائق VCSEL ، إلخ. ، المغير ، رقائق التبديل البصرية وما إلى ذلك ، يشمل LiNbO3 رقائق المغير ، إلخ.
تستهل الرقائق الضوئية فرص التطوير
على مدار نصف قرن ، تطورت تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة بسرعة وفقًا لقانون مور.أصبحت مشكلة استهلاك الطاقة على نحو متزايد عنق الزجاجة التي يصعب على تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة حلها.يقترب تطوير الرقائق الإلكترونية من حدود قانون مور ، ومن الصعب مواصلة البحث عن اختراقات في نموذج تكنولوجيا الحوسبة الإلكترونية.في التكنولوجيا التخريبية المحتملة التي تواجه "عصر ما بعد مور" ، دخلت الرقائق الضوئية مجال رؤية الناس.تصنع الرقائق الضوئية عمومًا من مواد شبه موصلة مركبة (InP و GaAs ، إلخ) ، وتحقق التحويل المتبادل للإشارات الكهروضوئية من خلال توليد وامتصاص الفوتونات المصحوبة بعملية انتقال مستوى الطاقة الداخلية.
يمكن للتوصيل البيني البصري أيضًا تحسين قدرة الاتصال داخل وسيط الإرسال باستخدام مجموعة متنوعة من طرق الإرسال المتعدد (مثل تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي WDM ، وقابلية التشغيل البيني بتقسيم النمط MDM ، وما إلى ذلك).لذلك ، يعتبر التوصيل البيني البصري على الرقاقة القائم على الدائرة الضوئية المتكاملة تقنية محتملة للغاية ، والتي يمكن أن تخترق بشكل فعال عنق الزجاجة للحد المادي للدوائر المتكاملة التقليدية.إنه جيد لشاشة LED شفافة.تتقدم عملية توطين الوحدات الضوئية وليزر الألياف والليدار وغيرها من الوصلات المتوسطة والنهائية في السلسلة الصناعية بسلاسة.في الوقت الحالي ، تتمتع قطاعات المصب في بلدي ، مثل الوحدات الضوئية ، وليزر الألياف ، والليدار بقدرة تنافسية قوية ، وسيستمر توطين المجالات ذات الصلة في التقدم.فيما يتعلق بالوحدات البصرية ، وفقًا للإحصاءات الصادرة عن Lightcounting في مايو 2022 ، سيحتل المصنعون الصينيون ستة من أفضل عشرة شركات تصنيع للوحدات الضوئية في العالم في عام 2021.
التقدم والخروج من صناعة الرقائق الضوئية في الصين
في السوق المحلية ، مدفوعًا بالتوسع الكبير في الطلب على المصب في السنوات الأخيرة ، حاول المصنعون المحليون بناء صناعة الرقائق الضوئية في الصين من خلال البحث والتطوير التكنولوجي وعمليات الاستحواذ الأجنبية والأساليب الأخرى.أدى عدم وجود رقائق بصرية محلية عالية الجودة إلى ظهور فرص تطوير هائلة لهذه الصناعة.بدعم من السياسات ، تطورت صناعة الرقائق الضوئية في بلدي بسرعة.خاصة في السنوات الأخيرة ، كان الوضع الدولي غير مستقر ، وحدثت حوادث الإمداد الأجنبي للرقائق المحلية بشكل متكرر.أصبح الاستبدال المحلي أيضًا موضوعًا ساخنًا في صناعة أشباه الموصلات المحلية في السنوات الأخيرة ، اعتمادًا على الجهود المستمرة لبعض شركات الرقائق الضوئية المحلية الرائدة.
بالنسبة للصين ، من الضروري تعويض أوجه القصور في مجال الرقائق الإلكترونية التقليدية في أسرع وقت ممكن ، ولكن أيضًا بذل الجهود في تخطيط الدوائر الجديدة مثل الرقائق الضوئية في أسرع وقت ممكن.من خلال نهج ذي شقين ، سيتم بذل الجهود لاغتنام فرصة جولة جديدة من الثورة التكنولوجية والتحول الصناعي.
الوقت ما بعد: 16 سبتمبر - 2022