打造“中国芯”PLC已占全球50%份额

　　说起芯片，是国人的痛。去年“中兴事件”带来的“卡脖子”屈辱，一点不亚于当年的石油。

　　但很少有人想到，我国在光电子领域，已经在豫北小城鹤壁获得突破。其中的PLC光分路器芯片早在2012年就实现了国产化，迫使国外芯片在中国市场的价格从每晶圆2000多美元降到100多美元。目前已占居全球市场50%以上份额。

　　如果这还仅仅是“跟跑”的话，那么他们研发的阵列波导光栅（AWG）芯片，其技术水平已与国际并跑，在骨干网、高速数据中心及5G基站前传等领域取得重大突破，并实现主要芯片产品的产业化，进入相关领域知名国际设备商供应链，有望在国际竞争中实现领跑。

　　他今年45岁，是中国科学院半导体研究所研究员、博导，河南仕佳光子科技股份有限公司常务副总裁，同时是国家重点研发计划项目“高性能无源光电子材料与器件研究”的项目负责人，主要致力于高性能无源光电子材料与器件的应用基础研究，同步开展PLC光分路器芯片及阵列波导光栅芯片的产业化技术开发。2011年，作为我国光电子事业主要开拓者王启明院士团队的一员，他与所里的6个年轻人一起，从首都北京来到河南鹤壁，在一片荒地上与一家叫作仕佳通信的民营企业一起披荆斩棘，开启了我国高端光电子芯片的产业化之路。

　　前不久，科技日报记者前往鹤壁采访。在仕佳光子的展厅里，吴远大介绍，目前世界上的高端光电子芯片有100多类，但国内仅有两大类的全系列化芯片基本实现国产化。一类是PLC光分路器芯片，另一类是阵列波导光栅芯片。前者主要应用于光纤到户接入网中，后者主要应用于骨干网、城域网、高速数据中心和5G领域。“这两类芯片，正好都是我们公司制造的。”吴远大说。

　　他说，“三大运营商往小区里铺设光纤，如果一个小区有一千户人家，不可能从基站直接拉一千根光纤到每家每户。而是拉一根光纤到小区，之后再把光信号进行功率分配，‘路由’到每家每户。这就需要光分路器芯片。”他强调：“光信号取代电信号入户，网络速度要比现在的网速快百倍。”

　　“但在2012年以前，我国使用的这些芯片完全依赖进口，最贵时每个晶元要2400多美元。”吴远大说，对于这些芯片，中科院半导体所在国家“863”计划、“973”计划项目资助下已经开展了十多年的基础研究，积累了一定的实验成果和宝贵的开发经验。

　　一是高质量的高折射率差硅基SiOx集成光波导材料基础薄弱。硅基二氧化硅材料的研究曾是微电子技术中的一个重要课题，也是现代光电子技术中的热点。微电子技术中二氧化硅薄膜材料的厚度一般仅为几百纳米；而平面集成光波导芯片中则要求二氧化硅膜的厚度高达几个微米，甚至几十个微米，要求无龟裂、无缺陷，且更偏重的是二氧化硅材料的光传输性质。国外生长硅基SiOx集成光波导材料的方式主要有两种：以欧美为代表的化学气相沉积法（PECVD），以日本韩国为代表的火焰水解法（FHD）。PECVD法精度较高，操控性好；而FHD法生长速率快，产业化效率更高，二者各有优缺点。而国内缺乏相关应用基础研究工作。

　　二是芯片工艺水平达不到芯片产业化需求，特别在整张晶圆的均匀性、稳定性方面，如二氧化硅厚膜的高深宽比和低损耗刻蚀工艺。

　　三是在产业和市场导向上，过去偏重于买，拿市场换技术，能买到的就不去下功夫从事产业技术研究，吃了大亏才知道“真正的核心技术是买不来的”。

　　“也许是厚积薄发，我们带着这些研究成果来到鹤壁，2011年建立专用研发生产线年完成产业化工艺技术开发； 2015年PLC光分路芯片全球市场份额达到50%，企业实现了扭亏为盈。那一年，我们出货芯片2000多万颗，今年前四个月，每月产量也都在200万颗以上。国际上芯片产业化十来年要走完的路，我们三四年就实现了。”吴远大说。

　　说起光电子芯片，还不能不说仕佳光子及其董事长葛海泉。2000年，葛海泉在郑州成立仕佳通信科技有限公司，主营室内光纤光缆的研发、生产和销售，并挣到了“第一桶金”。

　　但是，作为一个有抱负的光通信领域企业家，针对“宽带中国”“光纤到户”工程中，核心光分路器芯片完全依赖进口的被动局面，葛总觉得自己有责任有义务去解决长期被国外“卡脖子”的核心技术难点和痛点。他决心投入巨资，开发出中国人自主知识产权的光分路器芯片！同时让自己的企业转型升级，从一个来料加工企业变身为高科技研发企业。“哪怕把以前挣的所有钱都投进去，也要干！”他暗下决心。

　　资金是一个问题，技术更是一个迫在眉睫的问题！尤其是对于一个“土老板”来说，这不啻于天方夜谭。