聯(lián)合微電子中心發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)自主開(kāi)發(fā)180nm全套硅光工藝PDK

2020 年 5 月 30 日，聯(lián)合微電子中心（CUMEC）在重慶向全球隆重發(fā)布“180nm 全套硅光工藝 PDK（process design kit）”。180nm 全套硅光工藝 PDK 的發(fā)布標(biāo)志著聯(lián)合微電子中心具備硅基光電子領(lǐng)域全流程自主工藝能力，并正式開(kāi)始向全球提供硅光芯片流片服務(wù)。

硅光芯片是將硅光材料和器件通過(guò)特殊工藝制造的集成電路，主要由光源、調(diào)制器、探測(cè)器、無(wú)源波導(dǎo)器件等組成，將多種光器件集成在同一硅基襯底上。硅光芯片的具有集成度高、成本低、傳輸帶寬更高等特點(diǎn)，因?yàn)楣韫庑酒怨枳鳛榧尚酒囊r底，所以能集成更多的光器件；在光模塊里面，光芯片的成本非常高，但隨著大規(guī)模生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，硅光芯片的低成本成了巨大優(yōu)勢(shì)；硅波導(dǎo)的傳輸性能好，因?yàn)楣韫獠牧险凵渎什罡?，可以?shí)現(xiàn)高密度的波導(dǎo)和同等面積下更高的傳輸帶寬。

近幾年，硅光芯片被廣為提及，從概念到產(chǎn)品，它的發(fā)展速度讓人驚嘆。硅光芯片有著非?？捎^的前景，尤其是在 5G 商用來(lái)臨之際，企業(yè)紛紛加大投入，搶占市場(chǎng)先機(jī)。包括英特爾、比利時(shí) IMEC、新加坡 AMF、格芯半導(dǎo)體等都具備了硅光芯片的研發(fā)和制造能力。

聯(lián)合微電子中心成立于 2018 年 10 月，是中國(guó)電科和重慶市共同打造的微電子技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，致力于解決國(guó)家微電子行業(yè)及其未來(lái)產(chǎn)業(yè)高端發(fā)展需求，走超越摩爾定律的技術(shù)路線(xiàn)，打造集硅基光電子、異質(zhì)異構(gòu)三維集成、鍺硅射頻等工藝、技術(shù)和產(chǎn)品為一體的光電融合高端特色工藝平臺(tái)。

聯(lián)合微電子中心 8 英寸生產(chǎn)線(xiàn)從 2019 年 6 月搬入首臺(tái)設(shè)備，到 2020 年 5 月發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)自主研發(fā)的 180nm 全套硅光工藝 PDK，時(shí)間不足一年，首批發(fā)布的 PDK 器件水平優(yōu)秀，表明聯(lián)合微電子中心的研發(fā)能力和工藝水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。值得慶賀的是，聯(lián)合微電子中心的 8 英寸生產(chǎn)線(xiàn)部分設(shè)備采用了來(lái)自電科裝備（爍科）、北方華創(chuàng)的設(shè)備作為基線(xiàn)（BASELINE）設(shè)備。

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聯(lián)合微電子中心此次發(fā)布的是 PDK 命名為 CSIP180AL，其中 C 代表聯(lián)合微電子（CUMEC），SIP 代表硅光子（Silicon Photonics），180 代表 180 納米工藝節(jié)點(diǎn)，AL 代表鋁互連（Aluminum interconnect）。預(yù)計(jì) 2021 年 5 月發(fā)布基于銅互連的 PDK2.0。

據(jù)工藝負(fù)責(zé)人表示，此次發(fā)布的 PDK 主要針對(duì)高性能通信（High Speed Communication）、激光雷達(dá)（LiDAR）和人工智能（AI）。基于聯(lián)合微電子的制造技術(shù)和設(shè)計(jì) IP，能夠?qū)崿F(xiàn)高速光收發(fā)芯片、激光雷達(dá)芯片等產(chǎn)品批量生產(chǎn)，可以廣泛用于 5G 和數(shù)據(jù)中心、無(wú)人駕駛和機(jī)器人等場(chǎng)合。

聯(lián)合微電子中心可為客戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)工藝和客制化工藝，客制化工藝包括客制化流程、客制化模塊和先進(jìn)的庫(kù)資源。

工藝負(fù)責(zé)人表示，公司從現(xiàn)在開(kāi)始為全球客戶(hù)提供 MPW 服務(wù)，交貨周期為 120 天。筆者還了解到，為了解決硅光芯片封裝難題，聯(lián)合微電子中心建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)全流程的硅光芯片封裝測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了高密度光纖陣列與硅光芯片的耦合封裝等技術(shù)，在業(yè)內(nèi)率先發(fā)布《硅基光電子芯片封裝規(guī)則》，為硅基光電子芯片大規(guī)模生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化掃清一大技術(shù)障礙。