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  • 名称: 光电技术的“破茧”
  • 简介:

    作为国家信息工业的基础技术之一光电子技术在宽带互联网、高性能盘算、智能机械人、先进制造和智慧都会等多个领域起到关键性支撑作用。它也因此成为了权衡一个国家综合实力和国际竞争力的重要标志。光电子技术特别是芯片技术一头是研发一头是制造。要从这一头走到那一头而且稳稳地落地

光电技术作为国家信息产业的基础技术之一,在宽带互联网、高性能计算、智能机器人、先进制造、智能大都市等诸多领域发挥着关键支撑作用。因此,它已经成为衡量一个国家综合实力和国际竞争力的重要标志。

光电技术,尤其是芯片技术,侧重于研发和制造。从一头走到另一头,稳稳落地,往往是孤独而漫长的。

半导体研究所除了以基础前沿为导向,在全面服务国家重大需求和国民经济增长中发挥不可替代的基础支撑作用,同样重要。国家和市场的迫切需要,一直是研究所坚持的科研文化。

郑的表现得益于国家和中科院“一号行动”计划以及研究院在技术转移方面的慷慨政策,最大限度地提高了年轻人的收入水平,并逐渐吸引了一些理想的博士生留下来投资这项事业。

突破极限

扩大转型团队

对于研究者来说,思维在参与迁移转化时是最难改变的。政策再好,思想变了也没法推动。这就需要部门科研人员带头转化成果,形成示范效应,让更多人加入队伍。

为了加快研究进度,团队想尽了一切办法。安俊明说:“我们经常有一些方案,大家都会预测效果。举个例子,我们曾经预测过第一个流延膜的分光器损耗。有的说会达到10dB以下,有的说刚流媒体电影就没那么乐观了。这种赌博方式也提高了转换速度。”

通过长时间的沉默和沉默

2003年完成博士后研究回到半导体所的郑,只想到了突破高性能激光芯片技术的出路,必须探索一条自主成长之路,实现变道超车。

在谈到团队打造的简历时,安说:“我们的特色是把研究生的创作放在产业转型的第一线,让他们的知识更加落地生根。他们的简历和教训,很多都来自生产实践,这在科研院所是得不到的。”这样培养出来的年轻人,会更加关注中国光电产业链中的难题,关注设计开发的实用性,关注产业转型的可行性,更加关注解决国家急需的产业化问题。

另一个光通信芯片团队也面临着困难。国家宽带网络建设的重点芯片主要掌握在美国、日本、韩国、丹麦、英国等国家的几家企业手中。面对国家光网络建设的需求,半导体所不仅解决了光分路器和AWG芯片的设计和关键工艺问题,还实现了光分路器和AWG的结果转换。如今,分光器芯片的全球市场份额超过50%,AWG芯片在国外市场取得突破,有效保证了我国宽带网络建设芯片的自主控制,推动了我国硅基光子器件的产业链完整建设。

很多指挥家的情况和履历跟郑差不多。相反,“限制”成了光电技术突破的磨刀石。

本报记者胡

2010年,半导体研究所光通信芯片团队开始了成果转化之路。在10年内,他们需要解决诸如损失对称性、芯片成品率、工艺稳定性、一致性和可靠性等一系列问题。“这些问题不是半导体研究所基础研究的关键问题,但必须在产业化中解决。”半导体研究所研究员安明军告诉《中国科学报》,这种芯片需要30多次设计优化制版和数百次实验薄膜验证,才能使芯片性能达到同类芯片的国际水平,与国外芯片同台竞争。

他说团队也很注重芯片开发的每一个细节。“为了e

那一年,她向科技部建议,中国应创新光子晶体半导体激光器的新原理和新技术,以解决半导体激光器面临的功率密度低、光束质量差的世界性问题。该方案不仅得到了“863”项目的支持,还得到了国家自然科学基金等新项目的支持。郑团队于2006年率先在中国实现了光子晶体激光的突破,中国成为当时少数几个实现光子晶体激光的国家之一。

郑也承认,在把实验室技术成果转化为市场的过程中存在许多困难。

在她看来,半导体激光芯片是一项资金投入高、人才库高、设备依赖性高的技术。如果克服了上述问题,在实验室样品向批量生产转移的过程中,仍然面临许多工程技术问题。“因为我们比国外先进行这种高端激光芯片的大规模制造,解决这些问题没有捷径。需要投入时间、人力、物力,需要所有人员不浮躁,不沉心。”

“半导体光电技术领域的研究现在是硬骨头,存在着文章难公布、成果难出等问题。在人才创造方面,因为很难获得各类人才,所以只能以身作则,以国家需求为己任留住人才。”郑对说道。

1996年11月实施的《瓦森纳协定》明确了禁止进入中国的半导体激光器芯片名单,并且随着技术的发展,名单中的器件类型和器件指标每年都在不断更新,旨在将我国半导体激光器的应用技术限制在低端水平。

半导体激光器是全固态激光器、光纤激光器、气体激光器等的泵浦源。它是不可替代的聚焦装置。但国内激光芯片的增长现状是低端芯片依赖进口,高端芯片受制于人。

新一代的信息技术、机器人、航天装备、新能源汽车、新材料、生物医学、高性能医疗器械,这些都是中国制造业的重点领域,离不开一个支撑技术,——激光技术。

人们认识到,半导体光电器件和集成技术是未来建设信息社会的重点和基础。“十二五”和“十三五”期间半导体的划分,以此为重点培育偏向和重大突破偏向,坚持面向国家重大需求,突破半导体光电器件和集成技术瓶颈,发展自主可控聚焦光电器件,实现其在光通信、光互连、光传感等领域的典型应用。

河南时嘉,其技术是基于半导体,已成为世界上最大的光学无源芯片制造商。今年8月,河南时嘉正式挂牌科技创新板,也为半导体研究所走上成果转化之路增添了信心。

值得一提的是,在这门课程中,半导体研究所形成了一支从理论分析、设计优化、工艺开发到工业应用的完整、训练有素的团队。因此,半导体研究所承担了中国科学院科技成果转移转化重点项目(弘光专项)“硅基二氧化硅阵列波导光栅芯片产业化”,实现了聚焦波分复用芯片在中国数据中心和骨干网的国产化,从而提高了科技成果转化能力。

中国科学院半导体研究所(以下简称半导体研究所)的“半导体光电子器件与集成技术”被选为中国科学院“第一行动”计划第一阶段的重大成就和象征性希望。

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