湖北日报全媒记者 马文俊 通讯员 吴非
5月6日,位于光谷的国家信息光电子创新中心无尘实验室内,一台台光学显微镜前,工程师们正忙着检测刚下线的高精尖通信器件。
“自从去年底发布后,这款110GHz电光强度调制器的订单已排满,供不应求!”该中心硅光技术部经理陈代高说,尽管产品刚刚小批量量产,但包括中电科、深圳鹏城实验室在内,不少省内外科研院所、高端仪器设备厂等产业客户已主动上门求购。
随着人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术的大规模应用,全球数据总量呈指数式增长,大数据、高速率、远距离信息传输需求不断提升。作为电、光信号转换的关键“翻译官”,调制器决定着通信发射端传输的质量,含金量不言而喻。
此前,我国仅能研制生产带宽在40GHz以内的电光调制器,带宽超过67GHz的电光调制器被国外少数公司垄断。同时,传统硅光材料产品传输接近“天花板”,难以匹配高速通信的发展脚步。
自2020年起,国家信息光电子创新中心就在薄膜铌酸锂芯片、先进封装工艺等产业空白处发力布局,最终完成“换道超车”。
铌酸锂在业内被称为“光学硅”。近年随着光通信产业对带宽、集成度的要求不断提高,铌酸锂正从晶体应用向薄膜时代跨越,但其设计难度大、工艺极其复杂。依托长期的技术积累,中心研发人员接连跨过设计、制造工艺、封装等各个环节的门槛,从零起步,实现领先技术的成功“卡位”。
三年“磨剑”中,该团队还借鉴微电子工艺,先后攻克并掌握了超高带宽调制器芯片、高频电学互连焊接工艺等关键技术。通过为光芯片“嫁接”电芯片,团队在保证新款调制器实现超高带宽、超高速率的同时,保证其低功耗、高分辨率与高抗干扰能力。
“作为首款国产化110GHz电光强度调制器,该产品核心芯片和零部件已全部国产化,多个关键技术指标达到国际先进水平。”中心器件技术部经理王栋介绍,相较现行的主流产品,新款器件的传输速率提升了3至4倍,可广泛应用于光通信、光互连、光计算、光电测试测量、微波光子等宽带光电子信息系统上。
“通过多工艺协同攻关,在即将举办的‘光博会’上,我们还将发布新一代光电融合芯片产品,领航探路关键光器件‘无人区’。”陈代高说,以突破高端材料、芯片工艺、先进封装等方面关键共性技术瓶颈为目标,国家信息光电子创新中心将持续打造协同创新生态系统,着力破解我国信息光电子“缺芯”难题。