Китайские ученые добились массового производства оптических чипов с низкой себестоимостью

Китайские ученые достигли значительного прогресса в разработке экономичного способа массового производства высокопроизводительных оптических чипов. Это открытие может помочь Китаю обойти воздействие американских санкций на поставки передовых полупроводниковых технологий.

Исследователи из Университета науки и технологии Китая и других ведущих научных учреждений страны разработали инновационную технологию изготовления фотонных интегральных схем (ФИС). ФИС используют световые частицы (фотоны) для обработки и передачи данных со сверхвысокими скоростями и низким энергопотреблением, что критически важно для современных суперкомпьютеров, дата-центров и систем телекоммуникаций.

Новая технология позволяет значительно снизить стоимость производства ФИС по сравнению с существующими методами. Это достигается благодаря использованию более доступных материалов и упрощенных процессов изготовления чипов. По оценкам экспертов, себестоимость производства может быть уменьшена на 60-80%.

Разработка отечественной технологии изготовления ФИС имеет стратегическое значение для Китая в условиях ужесточения американских экспортных ограничений на передовые полупроводники и оборудование. Развитие собственного производства оптических чипов позволит укрепить технологический суверенитет страны и снизить зависимость от импортных компонентов.

Профессор Шанхайского института микросистем Оу Син и профессор Федеральной политехнической школы Лозанны Тобиас Киппенберг отметили, что высокая стоимость и ограниченный размер кремниевых пластин ранее сдерживали широкое промышленное применение ФИС. Результаты их исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Nature.

Ученые выбрали кристаллы литий-танталата вместо традиционно используемого для ФИС литий-ниобата благодаря их превосходным оптическим свойствам и совместимости с недорогими массовыми производственными методами, аналогичными применяемым в производстве кремниевых чипов. Литий-танталат уже используется в фильтрах радиочастот 5G смартфонов, что подтверждает его коммерческую перспективность.

Разработанная технология включает использование ультрафиолетовой фотолитографии для создания ФИС на литий-танталатных пластинах с минимальными потерями сигнала. Ожидается, что это достижение поможет Китаю смягчить последствия жестких американских экспортных ограничений на передовые полупроводниковые технологии и производственное оборудование.

Связанный с Шанхайским институтом стартап Novel Si Integration Technology уже освоил производство 8-дюймовых литий-танталатных пластин и разработал методы их коммерческого микропроизводства. Это ставит Китай в число потенциальных лидеров по созданию оптических и радиочастотных интегральных схем.

Данный прорыв происходит на фоне обострения технологического соперничества между США и Китаем. Последние ограничения Вашингтона на поставки высокопроизводительных чипов затронули такие компании, как Nvidia, AMD и Huawei. Кроме того, предстоящие переговоры в Женеве по рискам передовых ИИ-систем свидетельствуют о более широком диалоге по технологической проблематике, но твердая позиция США указывает на нежелание ослаблять свое технологическое лидерство.