硅光技术的大规模产业化为什么那么难？

  虽然硅光集成技术具有巨大的市场前景，目前的硅光技术也仍然面临很多的挑战，主要体现在以下方面：

  激光器大规模集成：典型的硅光器件针对的是单模光纤的通信波长(1260nm~1625nm)，由于硅是间接带隙材料，在这个波段发光效率较低，所以仍需使用III-V族(如InP)材料制造激光器。常用的做法是用发光效率比较高的材料来制造激光器，再通过特殊的工艺如分立贴装(Flip-chip)、晶圆键合以及在硅材料上直接生长III-V族材料的外延生长技术等和硅基材料集成在一起，大规模集成的工艺还有待成熟。

  硅光器件的性能问题：目前的硅光技术已可以实现或替代很多传统的光器件，但还有一些需要克服的技术难题，比如如何减少硅波导的损耗、如何实现波导与光纤的有效耦合、如何克服温度对于功率和波长稳定性的影响等。这些挑战会影响到硅光技术的普及以及在电信场景中的应用。

  成熟的Foundry厂和工艺流程：在研发或小规模生产阶段，一些研发型晶圆厂或研究所都可以提供硅光公共流片服务，如比利时的IMEC、新加坡的AMF、美国的AIM，以及国内的中科院微电子所、重庆联合微电子等。而在大规模生产阶段，为了提高产量和降低成本，需要大型Foundry厂的支持和成熟的PDK文件。一些大型晶圆厂如Global Foundry、TSMC等也在逐渐开展和完善硅光流片能力。

  测试流程和方法：与常规的大规模集成电路芯片不同，光电芯片本身成本高、制造流程多、工艺复杂、废品率高，因此需要先在晶圆上进行测试和筛选再和其它电芯片进行集成，以避免残次芯片造成的不必要的后期封装成本。

  文章来源：微信公众号“测量的知识”