nachricht

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laut offiziellen nachrichten des „jiufengshan laboratory“ gelang dem labor im september 2024 ein meilenstein auf dem gebiet der silizium-photonik-integration – die erfolgreiche beleuchtung einer in einen silizium-basierten chip integrierten laserlichtquelle land.

mit der entwicklung und anwendung großer modelle der künstlichen intelligenz sowie der entwicklung von technologien wie dem autonomen fahren steigt der bedarf an chip-rechenleistung immer weiter. allerdings rücken fortschrittliche halbleiterfertigungsprozesse immer näher an die physikalischen grenzen der weg zur erhöhung der transistordichte auf einem einzelnen chip wird immer schwieriger, und die leistungsverbesserung oder reduzierung des stromverbrauchs, die jede generation von prozessverbesserungen mit sich bringen kann, wird immer begrenzter. dies führt auch zu einem starken anstieg der kosten. was auch bedeutet, dass moores gesetz nicht weiter funktionieren kann. aus diesem grund haben viele halbleiterhersteller ihr augenmerk auf fortschrittliche verpackungstechnologie gerichtet, die darauf abzielt, die anzahl der transistoren zu erhöhen und dadurch die leistung zu verbessern, indem mehrere chips auf demselben substrat untergebracht werden.

je mehr kerne jedoch in einer einzelnen gehäuseeinheit vorhanden sind, desto mehr verbindungen gibt es zwischen ihnen und desto länger ist die datenübertragungsentfernung. die traditionelle elektrische verbindungstechnologie muss dringend weiterentwickelt und verbessert werden. im vergleich zu elektrischen signalen ist die optische übertragung schneller, hat weniger verluste und weniger verzögerungen. die optische inter-chip-verbindungstechnologie gilt als schlüsseltechnologie zur förderung der nächsten generation der informationstechnologierevolution und gilt auch als durchbruch in integrierten schaltkreisen in der post-moore-ära. ideale lösung für engpässe wie stromverbrauch, bandbreite und latenz, mit denen die technologieentwicklung konfrontiert ist.

derzeit liegt die schwierigste herausforderung der branche bei der entwicklung einer vollständig integrierten silizium-photonik-plattform in der entwicklung und integration des „herzens“ des silizium-photonik-chips, also der lichtquelle auf dem siliziumsubstrat, mit der licht emittiert werden kann hohe effizienz. diese technologie ist international einer der wenigen verbleibenden leeren links auf dem gebiet der optoelektronik meines landes.

dieses mal arbeitete das silizium-photonik-prozessteam des jiufengshan-labors mit partnern zusammen, um ein schlüsselproblem anzugehen und epitaktische körner aus iii-v-lasermaterial erfolgreich heterogebunden auf einem 8-zoll-silizium-photonik-wafer zu binden und anschließend eine cmos-kompatible on-chip-geräteherstellung durchzuführen der prozess löste erfolgreich die schwierigkeiten des iii-v-materialstrukturdesigns und -wachstums, der geringen material- und waferbindungsausbeute sowie der heterogenen integrierten wafer-on-wafer-strukturierung und ätzkontrolle. nach fast zehn jahren der suche und forschung ist es uns endlich gelungen, den on-chip-laser zum leuchten zu bringen und eine „chip-lichtemission“ zu erreichen.

im vergleich zu herkömmlichen diskret verpackten externen lichtquellen und fc-mikromontage-lichtquellen kann die on-chip-lichtquellentechnologie des jiufengshan laboratory die prozessprobleme herkömmlicher photonischer siliziumchips mit unzureichender kopplungseffizienz, langer ausrichtungsanpassungszeit und unzureichender ausrichtungsgenauigkeit effektiv lösen. es überwindet engpässe in der massenproduktion wie hohe produktionskosten, große größe und schwierigkeiten bei der integration in großem maßstab.

daten zeigen, dass sich das hubei jiufengshan laboratory hauptsächlich auf die forschung, entwicklung und innovation von verbindungshalbleitern konzentriert und im märz 2023 offiziell in betrieb genommen wird. innerhalb von anderthalb jahren seit seiner gründung hat das jiufengshan laboratory fast 30 halbleiterkettenunternehmen mit einem gesamtwert von über 10 milliarden yuan angesiedelt und mehr als 30.000 talente im halbleiterbereich gefördert. in diesem jahr realisierte das jiufengshan-labor auch den betrieb der 8-zoll-pilotlinie, und die erste charge wafer (hochpräzisionsgitter) lief erfolgreich vom band und füllte den heimischen markt für hochlineare und ultrahochbrechende wafer index und nichtperiodischer rohling der hochpräzisen gitterproduktionstechnologie.

am 20. februar 2024 gab das jiufengshan laboratory bekannt, dass der weltweit erste optoelektronische integrierte 8-zoll-silizium-photonen-dünnschicht-lithiumniobat-wafer erfolgreich aus dem labor ausgerollt wurde. bei dieser leistung wird ein 8-zoll-soi-photonik-wafer aus silizium verwendet, der mit einem 8-zoll-lithiumniobat-wafer verbunden ist, um optoelektronische transceiverfunktionen monolithisch zu integrieren. dies ist derzeit die fortschrittlichste technologie für die optoelektronische verbindungsintegration auf siliziumbasis. diese errungenschaft ermöglicht die herstellung hochwertiger optischer chips in großem maßstab mit extrem geringem verlust und extrem hoher bandbreite und macht ihn zum optoelektronischen integrierten chip mit der besten gesamtleistung der welt.

zusätzlich zu seinen eigenen kontinuierlichen innovationen und durchbrüchen arbeitet das jiufengshan laboratory als eine der wenigen öffentlichen, offenen, neutralen und gemeinsam genutzten wissenschaftlichen forschungsplattformen in china auch mit führenden unternehmen in der industriekette zusammen, um gemeinsame technologien auf der grundlage der „nutzung“ zu entwickeln. förderung der verifizierung inländischer halbleitermaterialien und -geräte und aufbau einer pilotplattform für verbindungshalbleiter.

im jiufengshan-labor laufen im 9.000 quadratmeter großen reinraum hunderte von projekten gleichzeitig:

die von shanghai bangxin semiconductor technology co., ltd. entwickelte ätz- und dünnschichtabscheidungsausrüstung hat mithilfe des jiufengshan-labors die massenproduktion mehrerer arten von ausrüstung erreicht.

wuhan yitiannuo technology co., ltd. und das jiufengshan laboratory haben gemeinsam siliziumphotonik und verpackungs- und testgeräte für halbleiter auf wafer-, chip- und geräteebene der dritten generation entwickelt, wobei die testgenauigkeit den mikrometerbereich erreicht.

der erste von huagong technology entwickelte satz hochwertiger seriengeräte zum laserschneiden von halbleiterwafern hat die pilottestverifizierung mithilfe der jiufengshan-laborplattform bestanden, und die geräte, die den testbericht erhalten haben, wurden erfolgreich in nachgelagerten unternehmen eingeführt.

shan na, vorsitzender von yitiannuo technology co., ltd., sagte, dass das unternehmen mit der einführung der jiufengshan laboratory platform eine reihe neuer kunden gewonnen und eine reihe von aufträgen erhalten habe. der nächste schritt werde die ansiedlung in jiufengshan science sein technologiepark soll seine geschäftstätigkeit weiter ausbauen.

der leiter des jiufengshan-labors erklärte zuvor in einem interview mit den medien, dass wir hoffen, mit mehr partnern zusammenzuarbeiten, um den „leuchtturm“ der verbindungshalbleiterplattformen, -technologien und -industrien zum leuchten zu bringen und modernste exploration und forschung im technischen bereich durchzuführen die technologische forschung wird die „bruchstellen“ in der gesamten industriekette durchbrechen, die lücke in der integrierten entwicklung von industrie, wissenschaft und forschung schließen und die weiterentwicklung der globalen verbindungshalbleitertechnologie anführen.

derzeit haben sich fast 30 führende verbindungshalbleiterunternehmen und innovative kleine und mittlere unternehmen um das jiufengshan-labor versammelt. bis 2025 werden sich hier mehr als 100 unternehmen der industriekette versammeln und 1 bis 2 führende unternehmen in unterabteilungen kultivieren speicher, verbindungshalbleiter, sensoren, fortschrittliche verpackung und andere unterteilte bereiche, um eine reihe innovativer produkte zu schaffen und ein ökosystem für die verbindungshalbleiterindustrie zu bilden.

herausgeber: core intelligence – rurouni sword

quelle: jiufengshan laboratory, optics valley media center