В останні роки вітчизняні чіпси зіткнулися з небезпекою «застряглої шийки».Деякі експерти обговорювали, що Китай може або будувати вітчизняні мікросхеми вздовж технічного маршруту іноземних країн, або знайти інший шлях і відкрити нову трасу для досягнення обгонів у поворотах.Очевидно, що останній шлях складніший.Зараз ці два маршрути є паралельними, і кожен має прорив.
Вітчизняне виробництво оптоелектронних мікросхем вперше досягає нанорозміру
Увечері 14 вересня китайські вчені опублікували своє останнє дослідження в головному науковому журналі світу "Nature".Вони вперше отримали нанорозмірну світлогравіровану тривимірну структуру, зробивши великий прорив у галузі виробництва оптоелектронних мікросхем нового покоління.Цей великий винахід може відкрити новий шлях для виробництва оптоелектронних чіпів у майбутньому, і очікується, що його використовуватимуть у виготовленні ключових чіпів оптоелектронних пристроїв, таких як оптоелектронні модулятори, акустичні фільтри та енергонезалежна сегнетоелектрична пам’ять.Він має широкі перспективи застосування в зв'язку 5G/6G,Світлодіодний дисплей, оптичні обчислення, штучний інтелект та інші галузі.
Оптоелектронна промисловість перлина, широко використовується вниз за течією
Оптичні чіпи є основними компонентами в галузі оптоелектроніки.Оптоелектронні пристрої (у Китаї їх називають оптичними чіпами) є важливим підрозділом світової напівпровідникової промисловості.З бурхливим розвитком промисловості оптоелектронних напівпровідників оптичні чіпи, як основні компоненти виробничого ланцюга, широко використовуються в комунікаціях, промисловості, споживанні тощо в багатьох галузях.Відповідно до класифікації Gartner, оптоелектронні пристрої включають CCD, CIS, LED, детектори фотонів, оптопари, лазерні мікросхеми та інші категорії.Як основні компоненти оптоелектронної промисловості,оптичні чіпи можуть
розділити на активні оптичні чіпи та пасивні оптичні чіпи залежно від того, чи відбувається фотоелектричне перетворення сигналу.Активні оптичні чіпи можна додатково розділити на передавальні чіпи та приймальні чіпи;пасивні оптичні мікросхеми. Це головним чином включає мікросхеми оптичного перемикача, мікросхеми оптичного розгалуження променя тощо.гнучкий світлодіодний дисплей.У цьому звіті ми зосереджуємося на тенденціях промислового розвитку, ринку та можливостях локалізації активних оптичних чіпів, таких як лазерні чіпи та чіпи для виявлення фотонів.
Існує багато підкатегорій оптичних чіпів, і галузь охоплює широкий спектр сфер.Окрім наведеної вище класифікації активних/пасивних, оптичні чіпи також можна розділити на чотири категорії: InP, GaAs, на основі кремнію та тонкоплівковий ніобат літію відповідно до різних систем матеріалів і виробничих процесів.Підкладка InP в основному включає мікросхеми прямої модуляції DFB/модуляції електропоглинання EML, мікросхеми PIN/APD детектора, мікросхеми підсилювачів, мікросхеми модуляторів тощо. Підкладки GaAs включають високопотужні лазерні мікросхеми, мікросхеми VCSEL тощо. Кремнієві підкладки включають PLC, AWG , модулятор, мікросхеми оптичного перемикача тощо, LiNbO3 включає мікросхеми модулятора тощо.
Оптичні чіпи відкривають можливості розвитку
За півстоліття техніка мікроелектроніки стрімко розвивалася відповідно до закону Мура.Проблема енергоспоживання все більше стає вузьким місцем, яке важко вирішити технологіям мікроелектроніки.Розвиток електронних чіпів наближається до межі закону Мура, і важко продовжувати пошуки прориву в парадигмі електронно-обчислювальних технологій.У потенційно руйнівній технології, яка стоїть перед «пост-Муровою епохою», оптичні чіпи увійшли в поле зору людей.Оптичні чіпи, як правило, виготовлені зі складних напівпровідникових матеріалів (InP і GaAs тощо) і реалізують взаємне перетворення фотоелектричних сигналів через генерацію та поглинання фотонів, що супроводжується процесом зміни рівня внутрішньої енергії.
Оптичне взаємоз’єднання також може підвищити пропускну здатність у середовищі передачі за допомогою різноманітних методів мультиплексування (таких як мультиплексування за довжиною хвилі WDM, взаємодію з розділенням режимів MDM тощо).Таким чином, оптичне з’єднання на кристалі на основі інтегральної оптичної схеми вважається дуже потенційною технологією, яка може ефективно подолати вузьке місце фізичної межі традиційних інтегральних схем.Це добре дляпрозорий світлодіодний дисплей.Локалізація оптичних модулів, волоконних лазерів, лідарів та інших проміжних і низхідних ланок промислового ланцюга просувається плавно.Наразі сегменти нижньої течії моєї країни, такі як оптичні модулі, волоконні лазери та лідари, мають високу конкурентоспроможність, і локалізація суміжних галузей продовжуватиме розвиватися.Що стосується оптичних модулів, згідно зі статистикою, опублікованою Lightcounting у травні 2022 року, китайські виробники займуть шість із десяти найкращих виробників оптичних модулів у світі у 2021 році.
Прогрес і вихід китайської промисловості оптичних чіпів
На внутрішньому ринку завдяки значному збільшенню попиту на виробництві за останні роки вітчизняні виробники намагалися створити в Китаї індустрію оптичних чіпів за допомогою технологічних досліджень і розробок, іноземних придбань та інших методів.Відсутність вітчизняних оптичних чіпів високого класу принесла величезні можливості для розвитку галузі.Завдяки підтримці політики промисловість оптичних чіпів у моїй країні швидко розвивається.Особливо в останні роки міжнародна ситуація була нестабільною, і випадки іноземних поставок вітчизняних чіпів траплялися часто.Внутрішня заміна також стала гарячою темою у вітчизняній напівпровідниковій промисловості в останні роки, покладаючись на безперервні зусилля деяких провідних вітчизняних компаній-виробників оптичних мікросхем.
Для Китаю необхідно якнайшвидше компенсувати недоліки в області традиційних електронних чіпів, але також якнайшвидше докласти зусиль до компонування нових схем, таких як фотонні чіпи.За допомогою двостороннього підходу буде докладено зусиль, щоб скористатися можливістю нового витка технологічної революції та промислової трансформації.
Час публікації: 16 вересня 2022 р