南智光电打造“薄膜铌酸锂+X”异质集成平台，促进光电技术创新与孵化
2024-05-11 14:11:07 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
南智光电拥有5000平米洁净产线，价值近4亿元的微纳加工及检测设备，建成并运营“薄膜铌酸锂+X”（X代表硅、化合物半导体、低维材料等）异质集成光电共性技术平台，为光电领域企业、高校院所提供光电芯片及器件研发、验证和代工服务。
微访谈：南智光电工艺总监包晓清
访谈背景：南京南智先进光电集成技术研究院有限公司（集萃先进光电材料与器件技术研究所，以下简称“南智光电”）成立于2018年，主要专注于光子芯片研发及代工生产。南智光电拥有5000平米洁净产线，价值近4亿元的微纳加工及检测设备，建成并运营“薄膜铌酸锂+X”（X代表硅、化合物半导体、低维材料等）异质集成光电共性技术平台，为光电领域企业、高校院所提供光电芯片及器件研发、验证和代工服务。2024年5月16~18日，南智光电将携多款创新展品及微纳加工方案亮相第二十届“中国光谷”国际光电子博览会暨论坛（即“武汉光博会”）。展会前夕，麦姆斯咨询联合武汉光博会组委会采访到了南智光电工艺总监包晓清，提前带大家了解这家国内光电芯片研发代工领跑企业。
南智光电工艺总监包晓清
麦姆斯咨询：包总，您好！感谢您接受麦姆斯咨询的采访！首先请您做下自我介绍以及在南智光电的工作职责。
包晓清：2022年我有幸加盟南智光电，之前曾任职于法国国家科研中心、欧盟国际伊比利亚纳米技术实验室以及中科院光电所微细加工光学技术国家重点实验室，在产学研三个领域应该都算有一些经验积累。目前，我担任南智光电工艺总监，主要负责产线工艺管理和技术研发。
麦姆斯咨询：据悉，南智光电由中国科学院院士、南京大学教授祝世宁团队牵头，在南京大学和南京江北新区支持下创立，请您简单介绍一下南智光电的创业故事。
包晓清：南智光电成立于2018年4月，系南京大学与南京市“双一流”共建重点研发机构、江苏省光电技术创新中心建设单位及江苏产研院专业所。南智光电在一期建设的“薄膜铌酸锂+X”（X代表硅、化合物半导体、低维材料等）异质集成共性技术平台基础上，目前正对标IMEC等国际研究机构，全力打造二期平台，为光电企业、高校院所提供光电芯片、MOEMS以及MEMS关键器件的研发和制备服务。
麦姆斯咨询：正值南智光电创立6周年，南智光电发展至今取得了哪些重要里程碑？
包晓清：南智光电拥有长三角首家“薄膜铌酸锂+X”异质集成光电共性技术平台，各类高端微纳加工设备近50台套，建成国内首条铌酸锂光子芯片产线，晶圆级薄膜铌酸锂微纳工艺处于国内领先水平。同时，南智光电成功生长出8英寸光学级铌酸锂晶棒，并成功转化高性能激光器、高亮度光源、高光谱相机、超构透镜等10余项科研成果，引进培育光电领域企业30余家，2023年孵化引进企业营收总计超10亿元。
麦姆斯咨询：请您介绍南智光电公共技术平台的建设及运营情况，该平台服务了哪些典型客户？二期建设规划如何？
包晓清：目前，南智光电公共技术平台的整体建设及运营成效显著。平台服务各类客户300余家，吸引头部企业50余名研发工艺专家驻厂开展核心工艺研发。平台已支撑20余个高校院所创新团队，并吸引、集聚了光电领域高科技企业40余家。二期建设，主要面对光子芯片量产需求，设备数量及洁净产线规模将扩大两倍以上。
麦姆斯咨询：南智光电在先进光电材料制备、微纳结构器件研发等领域取得了哪些硕果？
包晓清：南智光电聚焦“薄膜铌酸锂+X”异质集成光电芯片，取得了多项国际领先的科研成果。例如，南智光电成功生长出8英寸光学级铌酸锂晶棒，打破了技术垄断；此外，南智光电研制了高速调制光子芯片，制备了消色差超构透镜，以及纳米级激光器等。
麦姆斯咨询：目前可用于光电集成的材料体系主要有哪些？薄膜铌酸锂有何独特优势？
包晓清：目前可用于光电集成的材料体系主要有硅、磷化铟、铌酸锂等。铌酸锂被称为“光学硅”，具有优异的电光性能和非线性光学性能，化学性质稳定。基于薄膜铌酸锂优越的电光性能设计的电光调制器具有低损耗、超高速、超高带宽等优点。周期极化的薄膜铌酸锂在非线性光学领域也有非常重要的应用，如频率转换等领域。硅光技术的优势是继承了硅基集成电路几十年发展的红利，集成度高、成本低，但是材料性能不如铌酸锂。磷化铟的优点是可以做激光器，提供光源。所以，最佳的解决方案是多材料体系的异质集成，形成优势互补。
麦姆斯咨询：基于薄膜铌酸锂的光子器件主要有哪些？目前的产业化进展如何？
包晓清：在光学器件领域，薄膜铌酸锂可用于制备光波导器件、电光调制器、光学滤波器等；在传感器领域，薄膜铌酸锂可用于制备压力传感器、加速度传感器等。周期极化的薄膜铌酸锂器件在非线性光学领域，如光学参量放大（OPA）、光学参量振荡器（OPO）等领域都有广泛的应用前景。稀土离子掺杂还可以成功赋予铌酸锂增益特性，从而实现片上铌酸锂放大器和激光器。目前产业化的前景逐渐清晰，特别是基于薄膜铌酸锂的电光调制器以及在此基础上开发的光模块产品，已经处在大规模量产的前夜。
麦姆斯咨询：今年4月，南智光电铌酸锂光子芯片产线成功启动，代表了国内薄膜铌酸锂光子芯片产业化的重要里程碑。请您详细介绍这条产线情况。
包晓清：今年4月12日，南智光电举行了铌酸锂光子芯片产线的启动仪式，该产线超净间面积超过5000平米，设备规模3.5亿元，覆盖了光刻、刻蚀、镀膜、研抛、湿法等系列核心工艺技术，计划月产能一千片晶圆，目前已经初步具备了晶圆级中试能力。
南智光电提供薄膜铌酸锂相关芯片定制化加工服务
麦姆斯咨询：制备高质量薄膜铌酸锂并在刻蚀过程中形成高质量的光子结构对于器件性能至关重要，南智光电在薄膜铌酸锂刻蚀加工方向解决了哪些挑战，掌握了哪些核心技术？
包晓清：铌酸锂化学性质稳定，常规方法难以达成理想的刻蚀效果。南智光电通过前期工艺探索，能够形成陡直而光滑的侧壁，从而降低波导损耗，同时满足刻蚀均匀性和重复性方面的苛刻要求。目前，我们已经掌握整晶圆薄膜铌酸锂器件的刻蚀工艺。
南智光电提供晶圆级薄膜铌酸锂芯片小批量加工服务
麦姆斯咨询：南智光电“薄膜铌酸锂+X”异质集成共性技术平台提供哪些服务？可以介绍一些典型客户案例吗？
包晓清：南智光电围绕“薄膜铌酸锂+X”异质集成共性技术主要开展光电集成器件及光电芯片的研制开发、技术验证、代工生产等业务，并提供一流的微纳加工、检测与表征服务。平台服务各类客户300余家，吸引头部企业50余名研发工艺专家驻厂开展核心工艺研发。平台现支撑20余个高校院所创新团队，吸引、集聚了光电领域高科技企业40余家。
南智光电提供周期极化铌酸锂波导工艺服务
麦姆斯咨询：请您谈一谈国内薄膜铌酸锂光子器件产业的机遇和挑战。
包晓清：光子芯片有望成为下一代信息技术产业的基础设施，推动5G/6G通信、物联网等产业的发展。特别是对算力提出了极高的需求，从而对降低能耗和高速高带宽互联提出了非常高的要求，这也给薄膜铌酸锂光子器件产业带来了广泛、长远的机遇。但是，目前面临的挑战也是客观存在的，需要进一步提高器件性能和稳定性，并降低成本。同时，实现技术路线迭代需要产业链上下游一起努力，朝着一个共同目标分工协作，这个还需要国家政策的引导，整合整个产业的力量，单靠哪一个企业是很难推动的。
麦姆斯咨询：在武汉光博会前夕，您还有其它信息希望与读者分享吗？
包晓清：产业技术进步有赖于完整、健康、积极的产业生态建设，希望南智光电能够有幸与越来越多的光电企业、高校院所一道共建产业生态、助力产业闭环、实现产业升级。我们本次武汉光博会的展位在“光电前沿交叉应用”专区，展位号3B18，欢迎业界同仁莅临展位交流指导。同时，也祝武汉光博会光照未来、博采众长、越办越好。
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