高端信息光电子芯片系列专利成果

1. 痛点问题

高端信息光电子芯片是发展新质生产力的基础，是“卡脖子”战略关键核心芯片。在民用光通信市场，高端光芯片市场被国外几个巨头厂商垄断，国产化的多为低端光芯片，极少数国内供应商可以提供25Gb/s DFB 激光器芯片样品及少量25Gb/s PIN-PD芯片。在微波光子市场，国内几乎无替代产品，未来很难通过公开渠道大批量采购。

2. 解决方案

本成果基于清华大学电子工程系集成光电子实验室在高端信息光电子芯片研发方面30多年积累和多项专利技术，突破芯片机理、材料外延、芯片工艺和异质异构集成方面的技术瓶颈，实现高端光电子芯片/器件的自主可控。计划组建和运营国内首条涵盖InP、GaAs、GaN基等化合物半导体以及薄膜铌酸锂材料体系的、贯通材料外延、芯片制备及封装测试的中试线。预期可形成大功率DFB- LD、高速薄膜铌酸锂MZM、高饱和光功率PD等核心产品，并提供全产业链高端代工服务。

图1 蝶形DFB-LD器件

电信、数据中心、消费电子、车载激光雷达是光芯片最主要的应用领域。根据市场公开数据，预计2025年市场规模有望突破560亿美元，关联带动的相关产业的总市值约5000亿美元。

本项目计划分三阶段实施：在第一阶段完成中试线建设；在第二阶段，构建对外服务能力；在第三阶段，围绕地方和国家技术发展方向，快速聚集光电子行业顶尖专家和产业链头部企业，形成可解决面向多领域光电子应用技术的综合性科研平台，在发挥新型研发机构多元功能的同时，强化产业引领作用。规划如期完成后，预期可取得显著的经济效益。

本成果对标企业为FINISAR CORP等光器件领域比较有代表性的研究机构和企业。本专利成果中的高端光电子器件（激光器、调制器和探测器）性能水平均处于国际第一梯队；特别是25Gb/s以上的器件达到国内领先、国际并跑水平，半导体微波光子器件、铌酸锂薄膜调制器处于领先水平。