IFOC 2021时光人物 | 中科院半导体研究所研究员赵玲娟

  ICC讯 2021年9月14-15日，第20届讯石光纤通讯市场暨技术专题研讨会(简称“讯石研讨会”，“IFOC 2021”)将在深圳·宝安·国际会展中心希尔顿酒店隆重举行。届时，来自运营商、设备商、网络服务商、光模块器件企业、芯片等领域的全球知名讲师团队将围绕七大专题展开深入探讨，热点全覆盖，解析新未来。

  值此讯石二十周年之际，IFOC 2021为光通信行业意见领袖及代表人物开辟新的记录篇章，展现夺人风采。本篇采访中科院半导体研究所研究员，博士生导师赵玲娟女士，从研究所的专业视角解答行业关心的问题。

  赵玲娟女士长期从事InP基半导体激光器及其光子集成技术研究，内容涉及高速率半导体激光器、电吸收调制器、半导体光放大器、半导体可调谐激光器等相关集成光发射器件，以及半导体锁模激光器，集成双模激光器等集成光子信息处理和集成微波光子学器件。承担了国家863课题、973项目课题、国家重点专项课题以及国家自然科学基金重点项目等。课题组拥有以MOCVD材料生长为基础，以选区外延生长技术、对接技术、量子阱混杂技术等单片集成技术为支撑的InP基光子集成技术平台，研制出高速半导体激光器，宽带可调谐激光器、集成双模激光器、DFB阵列、EML阵列、TEML阵列、多波长锁模激光器、Si基混合集成激光器及其阵列等一系列光子集成芯片，是我国InP基光子集成技术的辐射和人才培养基地。

  以下为采访问答

  讯石：相干、可调是近年来行业发展热点之一，如何看待相干模块在超高速率方面的发展前景?

  赵玲娟：随着光子集成芯片技术的发展，相干技术一方面在不断提升单波传输速率，另一方面相关技术在不断成熟，成本在不断降低，极可能下沉到中短距离通信应用。相干和波长可调谐技术下沉到中短距离光通信可能是Tbit级光接入面临的现实选择。能否实现低成本窄线宽与可调谐激光器是这两项技术能否得到广泛应用的前提。一方面，需要在保证单元器件性能的基础上实现低成本制造;另一方面，利用光子集成技术同时实现窄线宽与可调谐的功能集成将是未来小型化、低成本、动态可调全光网络的关键技术。从材料体系来看，InP基光子集成和Si基混合集成都是可选技术路线，最终取决于哪种技术能更早实现低成本量产。高速直调或者外调制的可调谐激光器，是构建动态可调全光网络的低成本核心芯片，最有可能成为最先实现产业化应用的InP基光子集成芯片。

  讯石：产学研一直是行业关注的热点，中科院在通信光芯片方面产学研有怎样的想法和布局?

  赵玲娟：中国科学院的相关研究所，如半导体研究所、微电子研究所所、长春光学精密机械与物理研究所，苏州纳米技术与纳米仿生研究所等，在通信光芯片方面一直在加大研发的投入，取得了一些先进的成果，与此同时也非常注重通信光子芯片的产业化，与很多地方合作成立光电子芯片的研究院，致力于光电子芯片的成果转化。中国科学院半导体研究所作为仕佳光子的核心技术提供方，在通信无源及有源光子芯片方面，成功实现了产业化，助力仕佳光子登陆科创版。同时，半导体所也与国内其它领先的光电子器件与模块厂商建立了长期合作关系，在III/V族与Si基光收发芯片领域做了广泛布局。一方面，利用自己的科研优势和技术积累为企业解决“卡脖子“问题提供技术支撑，另一方面，也着眼于未来应用，积极布局应用前瞻性芯片研究，为行业持续发展提供新的技术思路或参考。与工业界密切配合，让科研力量落在实处，是中科院在新形势下工作重心之一。同时，在教育领域，中国科学院大学依托中科院的各个研究所，将在光电子芯片领域为我们国家继续培养、输送大量的科研及产业化人才。

  讯石：您认为国内通信光芯片行业与海外领先企业/研究所相比差距主要体现在哪些地方，通过怎样的方式才能在更短时间追上或者领先海外?

  赵玲娟：国内通信光芯片企业与海外领先企业相比，持续性研发投入还需要进一步加大，包括资金和人员。虽然通过国家重点专项等方面的支持，推动了产学研的结合，但结合的力度和深度还有待深入。希望国家通过制定更加详细的光子芯片发展规划及路线图，并加以持续不断支持，充分发挥地方政府以及企业的积极性，通过产学研更加紧密的结合，吸引海外光芯片高端人才，提升我国光芯片的综合竞争力。另外光芯片行业和微电子芯片一样，国产芯片最大的难题和差距还是在于芯片制造能力、芯片制造设备和相应配套原材料的研发能力，其背后仍然是是基础科学、工程科学、应用科学的沉积。光子芯片行业持续健康的发展，需要全面从基础科学的研究与创新上来做产业提升。光子集成芯片作为光芯片发展的必然方向，需要国家、地方政府以及企业的高度重视。短期内III-V化合物半导体光子集成芯片的产业化发展可能更适合于垂直整合方式(IDM)，长期来看，光子集成技术通用标准化加工平台(Foundry)将会是一个必然发展趋势，这与集成电路的发展途径是一致的。

  结语

  光子集成是光子技术的发展趋势，高速直调或者外调制的可调谐激光器，是构建动态可调全光网络的低成本核心芯片，最有可能成为最先实现产业化应用的InP基光子集成芯片;

  Foundry提供的制造服务可针对客户对产品与产能的要求进行调整。且由于生产线产品组合多元，在制造成本控管方面较IDM更具弹性空间。所以长期来看，标准化光子集成技术平台是光子集成的必然发展趋势;

  当前国产芯片最大的差距是制造能力、芯片制造设备和相应配套原材料的研发能力，涉及较多基础性学科问题，只有把基础打扎实了，芯片产业才能不断创新发展。需国家重点研发计划等给予支持，创新平台建设，加大人才培养，增强上下游企业的研发能力和制造工艺水平，共同打造芯片产业链。