随着集成电路技术的发展,驱动了信息社会的发展。目前随着人类进入大数据时代,数据传输对速率和带宽的要求越来越高,传统的电芯片已经难以满足,新需求、新应用的出现驱动了硅基光电子技术的产生。硅基材料成本低且延展性好,可以被方便地加工和制造成各种尺寸和形状的芯片。此外,硅基材料具有高温稳定性、耐腐蚀性、机械强度高等优良的性能。所以硅基光电子技术可广泛应用于光通信、光传感和光计算等众多领域。
欧洲科学院院士、广东省大湾区集成电路与系统应用研究院首席科学家、光电集成研发中心主任,Henry H. Radamson(以下简称“Henry H. Radamson院士”)在全球制造业峰会采访中表示到:“硅光子学中最困难的问题是缺乏可靠的光源来提供光子集成电路(PIC)的单片解决方案;为了制造具有多功能操作的集成电路,我们需要将电子和光子元件集成在芯片上。”
欧洲科学院院士、广东省大湾区集成电路与系统应用研究院首席科学家、
光电集成研发中心主任,Henry H. Radamson
高科技制造的核心是芯片制造。目前由于高端芯片国产率较低,在光通信芯片等核心元器件上,其主导权长期受制于人,但是硅基光电子技术在工艺上仅要求百纳米级别制程,不必像电子芯片那样严苛必须使用极紫外光刻机,所以硅基光电子技术将成为我们实现“换道超车”的核心技术。Henry H. Radamson院士主要研究方向为纳米材料、纳米器件与电子学、光子学的融合,目前正在设计3D晶体管。目前硅集成电路的晶体管密度已接近极限,他表示3D晶体管将是超越摩尔一个至关重要的研究应用方向,而在硅基光电子芯片上可集成信息吞吐所需的各种光子、电子、光电子器件,包括光波导、调制器和探测器和晶体管集成电路等,采用3D集成技术将控制电路和分析电路集成到同一个芯片上,可以进一步提高硅光传感器芯片的集成密度,缩小芯片尺寸和降低功耗。
在采访中Henry H. Radamson院士还说到,随着硅基光电子技术研究和开发,未来将有望应用于自动驾驶领域,比如在自动驾驶的激光雷达方面拥有巨大潜力,因为硅基光子技术具有很高的分辨率和可靠性,可以生成高清的图像。Henry H. Radamson院士表示:“对于自动驾驶领域有这样非常重要的意义,当你在驾驶时拥有这样一项技术,你可以在任何环境下都能看清周围情况,能够保障人身安全。”
硅基光电子技术是一种具有巨大潜力和前景的新兴技术,将有望在数据通信、生化医疗、自动驾驶等领域革命性地改变高性能集成系统,为信息社会带来更高的速度、更大的容量、更低的成本和更好的性能。
责任编辑:胡静,审核人:李峥
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工业是节能降碳的重点领域,也是实现“3060”碳达峰碳中和目标的关键。党的二十大报告明确提出,积极稳妥推进碳达峰碳中和,推进降碳、减污、扩绿、增长,完善能源消耗总量和强度调控,重点控制化石能源消费,逐步转向碳排放总量和强度“双控”制度。为了回顾 2023 年工业企业在节能降碳、绿色可持续发展方面的成就,了解当下的创新技术和应用,《流程工业》编辑部在 2024 年第一期特别策划了“工业碳中和”专题,邀请了一批国内外优秀的工业企业分享观点和产业实践,为广大的流程工业企业提供绿色可持续发展的启迪和借鉴。
作者:本刊编辑部
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