本报讯 记者崔烁报道:10月13—14日,鹏城实验室在广东深圳发布“超级光直连系统与光芯片”系列技术成果,并同步举行“特大容量光通信高性能异质集成光芯片工艺平台”(以下简称“‘河套线’工艺平台”)通线仪式。此次发布的成果贯通了“光芯片设计制备-器件模块-原型系统/设备-示范应用”的全研究技术链条,为中国算力网络提速扩容和自主可控提供关键技术支撑。
此次发布的系列成果由鹏城实验室光纤通信与光电信息研究部(以下简称“光纤通信部”)研制完成,旨在通过光芯片和系统协同创新,解决智算规模快速扩张所面临的传输容量小、设备体积功耗高、时延长等瓶颈问题。
据介绍,鹏城实验室持续推进核心芯片的自主研制,基于28nm CMOS工艺节点突破100GHz宽带放大器,研制出单波400G PAM-4全CMOS工艺光电集成发射机;此外,还研制出O、S、C、L波段一体化外腔窄线宽可调谐激光器,以应对光纤容量不断扩容的迫切需求,调谐范围覆盖300nm。同时,在300nm厚氮化硅平台上实现O波段亮孤子高效率窄线宽光频率梳,为光I/O应用提供了多波长光源方案。系统方面,实验室依托自研芯片协同系统创新,研制出直调直检800G密集波分复用光芯片和模块,实现了单纤16Tb/s的实时系统,容量是目前商用直调直检方案的20倍,同时还实现了24.8Tb/s、1.2万公里超长距离空芯光纤传输原型系统和2.5Pb/s单纤24芯实时相干传输系统的研制,刷新了空芯光纤传输距离及多芯光纤实时传输容量的纪录;实验室搭建的20.2Pb/s实时光交换系统可同时支持316路光纤交换,交换容量指标持续刷新纪录。此外,实验室还设计了覆盖“需求-仿真-版图-测试分析”的光芯片设计全周期AI智能体,进一步提升了光芯片研发效率,降低了入门门槛。
“坚持把房子盖在自家的地基上。”鹏城实验室副主任余少华表示,只有把核心芯片和系统的自主权掌握在自己手中,技术创新的步伐才不会被打断。
为打通芯片自主制造这一关键环节,鹏城实验室建立了“河套线”工艺平台,该平台落址于深圳市河套深港科技创新合作区,建有超1000平方米全百级(ISO 5级)超净实验室及配套厂务支撑系统。鹏城实验室正高级工程师王磊介绍,“河套线”工艺平台是国内少有的面向光通信异质集成光芯片工艺的量产技术验证平台,平台采用“硅光无源工艺+晶圆级异质集成工艺”的技术路线,聚焦硅基异质集成特色工艺,已建立紫外光刻、薄膜沉积、干法刻蚀、高精度电子束光刻、晶圆级多材料直接键合等模块化工艺能力,并完成高速薄膜铌酸锂调制器芯片制备及硅基III-V族、硅基薄膜铌酸锂晶圆级异质键合工艺验证,能够为光通信、光互连等领域提供定制化新材料前沿工艺验证。
“河套线”工艺平台负责人聂骁敏副研究员介绍称,“河套线”工艺平台整体的愿景,是希望能够充分地探索硅基多材料、多器件异质集成工艺整合方案,最终实现可量产化的无外置光源的片上收发全集成。
鹏城实验室研究员贺志学表示,此次发布的系列成果可为中国算力网规模化部署、跨域算力高效调度提供坚实的技术支撑与核心芯片、系统保障,有效提升我国算力网的传输容量、组网灵活性与安全可控水平,为算力网标准体系构建与产业化规模化应用奠定技术与硬件基础。
