单片机芯片国产化之国内硅光芯片发展的四大难点

我国逐渐重视集成电路半导体行业，将芯片列为国家重点规划产业，中国芯三个字一直是我们努力的目标，由于产业与技术的局限，这个目标实现的有点艰难。要实现中国单片机的国产化，说要要认清我国单片机芯片产业发展的现状，毕竟想要短时间在电子芯片上超越世界顶尖国际半导体公司，相当于痴人说梦。

我们要想真正在硅光芯片上成为全球的领导者，不是砸点资金和人力就可以实现。因为目前美国、日本在这个产业上也投入了重金和精力，中国的优势并不明显，甚至有点落后。

好消息是，我国的硅光芯片产业布局越来也完善，我国被称为“光芯”的城市约有六座，目前，已经形成武汉、大连、上海、南通等全球知名的光子芯片产业链。

硅光芯片发展的四大技术难题

一、硅光子芯片技术的设计痛点

硅光芯片的设计方面面临着架构不完善、体积和性能平衡等难题。硅光芯片的设计方案有三大主流：前端集成、混合集成和后端集成。前端集成的缺点是面积利用率不高、SOI衬底光/电不兼容、灵活性低和波导掩埋等，在工艺上的成本超高；后端集成在制造方面难度很大，尤其是波导制备目前而言很有挑战；至于混合集成，虽然工艺灵活，但成本较高，设计难度大。

二、硅光子芯片技术的制造难题

硅光芯片的制造工艺面临着自动化程度低、产业标准不统一、设备紧缺等技术难关。由于光波长难以压缩，过长的波长限制芯片体积微缩的可能。同时光学装置须要更精确的做工，因为光束传输的些微偏差会造成巨大的问题，相对需要高技术及高成本。光子芯片相关的制程技术尚有待完善，良品率和成本将是考验产业的一大难题。

三、硅光子芯片面临的封装困扰

芯片封装是任何芯片的必经流程，关于硅光子的芯片封装问题，这是目前行业的一大痛点。硅光芯片的封装主要分为两个部分，一部分是光学部分的封装，一部分是电学部分的封装。从光学封装角度来说，因为硅光芯片所采用的光的波长非常的小，跟光纤存在着不匹配的问题，与激光器也存在着同样的问题；不匹配的问题就会导致耦合损耗比较大，这是硅光芯片封装与传统封装相比最大的区别。用硅光做高速的器件，随着性能的不断提升，pin的密度将会大幅度增加，这也会为封装带来很大的挑战。

四、产业相关的器件难题

硅光芯片需要的器件很多，而目前仍有很多相关技术难题未解决。如硅基光波导主要面临的产品化问题：硅基光电子需要小尺寸、大带宽、低功耗的调制器。有源光芯片、器件与光模块产品是重点器件，如陶瓷套管/插芯、光收发接口等组件技术目前尚未完全掌握。

中国想要在集成电路半导体芯片上实现一定的突破就一定要走出自己为自己营造的镁光灯，口号和目标固然是重要的，聚拢人心，齐力向前，但是也容易让人陷入一定的自我陶醉中。以上是关于国内硅光芯片发展面临的四大技术难题的分享。