6月25日下午，2024年度陳嘉庚科學獎和陳嘉庚青年科學獎頒獎儀式在中國科學院第二十一次院士大會上舉行。中國科學院院士、江蘇省光電技術創(chuàng)新中心主任祝世寧院士與國防科技大學徐平研究員的“鈮酸鋰光子芯片”項目獲得本年度陳嘉庚科學獎“技術科學獎”。

該項目在單個鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調(diào)制器、波導分束等多種功能器件，實現(xiàn)了片上光量子態(tài)的高效產(chǎn)生和高速操控。目前，祝世寧院士團隊的鈮酸鋰光子芯片技術已在南京市江北新區(qū)落地轉(zhuǎn)化。

作為南京市江北新區(qū)重點打造的產(chǎn)業(yè)“強引擎”之一，近年來，集成電路一體化鏈式效應初顯，集聚上下游企業(yè)超500家，已形成涵蓋設計制造、封裝測試、裝備材料等各環(huán)節(jié)全產(chǎn)業(yè)鏈格局。

由研到產(chǎn)，“追光”前沿尖端技術

光電產(chǎn)業(yè)將光子學、電子學、信息學等技術相融合，是新質(zhì)生產(chǎn)力的代表，也是我國有條件率先實現(xiàn)突破的高新技術產(chǎn)業(yè)。

走進南智先進光電集成技術研究院的廠房，透過參觀通道，記者看到了這條于今年4月啟動的鈮酸鋰光子芯片產(chǎn)線。5000平方米超凈間、配備3.5億元規(guī)模設備、月產(chǎn)能1000片晶圓……“這是團隊從研到產(chǎn)，很關鍵的一條產(chǎn)線。”祝世寧評價道。

據(jù)介紹，新產(chǎn)線具備光刻、刻蝕、鍍膜、研拋、濕法等系列核心技術工藝。時隔兩個月，晶圓級薄膜鈮酸鋰器件工藝開發(fā)包1.0版正式發(fā)布，標志該條產(chǎn)線具備標準化代工流片能力。

南智光電是祝世寧院士團隊于2018年在江北新區(qū)創(chuàng)建的研發(fā)機構(gòu)，并負責運營江蘇省光電技術創(chuàng)新中心，曾拿下業(yè)內(nèi)多個“首個”“首次”。例如，成功生產(chǎn)出世界上首個8英寸光學級鈮酸鋰晶棒，研制首枚高速調(diào)制光量子芯片，完成4英寸薄膜鈮酸鋰工藝開發(fā)……

堅持按照市場化模式運行，如今，南智光電先后服務了各類客戶300余家，支撐20余個高校院所創(chuàng)新團隊，為新區(qū)培育和集聚光電領域高科技企業(yè)40余家。

引領EDA核心工具“零的突破”

5月28日，數(shù)字實現(xiàn)EDA先進解決方案供應商芯行紀科技有限公司宣布完成數(shù)億元B輪融資，這是公司成立以來第五輪融資。

頻頻收獲資本加碼絕非偶然，在落地新區(qū)3年多的時間內(nèi)，芯行紀研發(fā)了智能布局工具、數(shù)字實現(xiàn)布局布線工具等多款數(shù)字實現(xiàn)EDA工具，并已實現(xiàn)廣泛商用。

“對于一個要攻克硬科技難關的企業(yè)來說，3年多的時間其實是個很短的周期，很欣喜地看到我們的產(chǎn)品在頭部芯片設計企業(yè)和制造企業(yè)中被逐步使用和認可。”芯行紀董事長兼總經(jīng)理施海勇感慨，芯行紀不斷加強研發(fā)科技成果的積累，目前擁有員工約250人，其中產(chǎn)品研發(fā)和技術支持員工占比達88%。

指甲大小的芯片中容納著數(shù)百億個晶體管，要實現(xiàn)這些納米級元件的排布，就離不開EDA（電子設計自動化）工具。如果將芯片誕生過程想象成在建造一座復雜的建筑物，那么芯行紀所承擔的工序，正是具體施工環(huán)節(jié)，即將芯片設計轉(zhuǎn)化為實際的物理版圖。

記者了解到，布局布線是數(shù)字后端EDA領域最為核心的基礎性工具，在此之前，全世界只有3家EDA公司擁有該項技術。去年11月，芯行紀發(fā)布數(shù)字實現(xiàn)布局布線工具AmazeSys，完成了我國第一款完全自主研發(fā)的布局布線工具，實現(xiàn)“零的突破”。

“我們花了大量時間去適配國產(chǎn)先進工藝，并且設定的目標一定要是全功能，不能缺失任何一個模塊。可以說AmazeSys是完全從零開始自主研發(fā)的全功能的布局布線工具，而且實現(xiàn)了商用。” 芯行紀資深研發(fā)副總裁丁渭濱說，這也意味著公司可以對產(chǎn)品做快速迭代。

近年來，江北新區(qū)在EDA領域超前布局，在數(shù)字驗證、數(shù)字實現(xiàn)、模擬設計等領域接連取得重大突破，產(chǎn)品覆蓋EDA產(chǎn)業(yè)全鏈條的70%，為人工智能、5G、云計算、智慧城市等集成電路相關領域的龐大芯片需求提供了保障。

從國產(chǎn)替代到征服海外市場

沿著集成電路產(chǎn)業(yè)鏈細分領域拓展，位于新區(qū)智能制造產(chǎn)業(yè)園的南京華易泰電子科技有限公司是一個不可忽視的存在。作為一家主營濕制程設備的企業(yè)，華易泰已連續(xù)兩年上榜我市培育獨角獸企業(yè)。

走進華易泰的無塵車間，一排排濕制程設備和一套套高純介質(zhì)供給系統(tǒng)正在進行裝配及測試，身穿潔凈服的工程師們穿梭其間，一遍又一遍地進行測試并抓取數(shù)據(jù)，力保設備能夠在客戶端穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

為了保證晶圓表面特性及電特性不被破壞，清潔力度和清潔強度都需要精準計算與把控。在這里，“清洗”變成了一門技術活。

和工藝品雕刻類似，芯片制造時則需要先用光“刻”出電路圖，再經(jīng)過清洗工藝，才能顯示出“刻”好的內(nèi)容。

長期以來，有關濕制程工藝的相關技術和設備都被國外壟斷。“我們作為買方，在價格、服務和交期方面都沒有話語權，處處受限。”由此，華易泰聯(lián)合創(chuàng)始人、副總經(jīng)理顧志華萌發(fā)了研發(fā)國產(chǎn)化設備的念頭。

經(jīng)過3年多發(fā)展，公司不僅完成了清洗、蝕刻、顯影等濕制程設備開發(fā)，還在自動化物料搬運系統(tǒng)、高純度介質(zhì)系統(tǒng)方向取得突破，均推出了性能領先的產(chǎn)品。

截至目前，華易泰累計簽約訂單已超8億元，成為國內(nèi)半導體和面板行業(yè)設備領域的“后起之秀”。“目前，華易泰的產(chǎn)品性能已經(jīng)達到國際領先水平，完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)替代，就連過去我們依賴的海外工廠，也將成為我們的客戶。”顧志華說。