电科芯片推动光通信芯片自主可控

　　科技创新非朝夕可得，而是夜以继日的探寻，是新需求推动下的新成果，电科芯片深入学习贯彻党的二十大精神，坚决履行强军首责，推动科技创新“奋斗不息乘势而上”，现推出《电科芯片科技创新成果巡礼》专题，展示电科芯片在科技创新道路中的重大突破、成果。今日为大家带来报道“电科芯片推动光通信芯片自主可控”。

　　近日，国资委公布的 2022 年 369 项央企科创成果推荐目录中，电科芯片研制的 25Gbits InGaAs雪崩光电二极管成果，作为核心电子元器件入围。该成果是电科芯片集团国产化的代表之一，充分体现了电科芯片在光通信行业的地位。

　　说起光通信，也许大家并不熟悉其场景与应用。但光通信其实已经在人类历史上存在许久。光通信指的是一切运用光作为载体而传送信息的所有通信方式的总称，拥有传输距离长、通信速度快、信息容量大的特点。如古时候的烽火台，靠“火光通明”通报远处的军情；海上的灯塔在夜晚的时候靠顶部的灯光给远距离的船舶早早传递消息...

　　

　　光通信存在于大家的身边及整个世界。我们使用得最多的移动电话、电脑等等设备都依托光通信技术将全世界的人们连接起来。

　　

　　光纤

　　如2G时代，大家大多利用电脑等设备查看文本信息；3G技术开启了全球漫游，除了文字信息，大家可以互相分享照片等；4G时代的到来也不过是几年前，大家可以无阻碍地观看视频内容。随着人们的紧密联系，大家对速度、内容、质量等渐渐有了更高的要求。

　　不过短短几年，5G通信如瞬息洪流般迅速进入了人们的生活。更高速度、更广更深的覆盖面等等相比4G更快更强的功能无一不加速了大家的生活节奏。随着移动宽带、互联网、云计算、大数据和人工智能等相关产业的发展，行业对光纤通信网络容量的需求快速增长。

　　

　　把握新趋势深耕光通信领域

　　早在2008年，电科芯片已具备InGaAs雪崩光电二极管的国产化量产制备。通信行业的发展与迭代速度之快，“不进则退”，在国家需求与行业所趋的双重驱动下，2020年伊始，电科芯片组建专门项目小组研制25Gbits InGaAs雪崩光电二极管芯片。

　　“进一步提高单通道传输速率、延长传输距离、降低终端功耗、减小终端封装尺寸是该项技术一直以来的发展趋势。”项目负责人陈伟解释道。项目小组对行业技术发展趋势与现状进行充分调研，选用InAIAs/InGaAs的材料体系，设计正入射/背入射式的多种光电芯片结构，以满足市场对芯片高低配置的多元化需求。

　　雪崩光电二极管是在激光通讯中使用的光敏元件。它将光电流成倍激增来放大光电信号以提高检测的灵敏度。专项小组要研发的这款芯片是在传输速度上相比之前的产品有大幅提高单波传输速率为25Gbps的高速雪崩光电二极管芯片。

　　

　　依托技术优势加快科研成果转化

　　2020年开始研制，2021年底左右结题。依托电科芯片在光电探测器的技术积累，专项小组在两年时间内完成产品的研制。但这并不意味着一切都顺风顺水。

　　“研制高质量可靠产品是军工人的责任。”技术人员回忆。项目团队采用InAIAs/InGaAs的材料体系在技术指标上存在优势，但也存在因散热问题导致芯片结温过高降低芯片可靠性的劣势。为了解决这一问题，团队通过不断地优化与大量的工艺实验，优化了扩散、刻蚀、钝化等工艺技术，最终成功提高了该系列产品的可靠性，使其能在175℃的环境中工作5000小时后，核心参数变化率小于4%，满足军民两用的可靠性应用需求。

　　

　　对标国际一流加速高质量发展

　　为了满足成本降低的需求，项目团队决定从降低生产成本的角度入手，而提高芯片的生产效率可以帮助解决这一问题。团队结合自身的技术特点，将扩散工艺由之前的单炉单片生产方式改进为单炉多片的扩散方式。通过不断地尝试与实验，在保证芯片质量的第一前提下，团队成功将该芯片的整个工艺流程生产效率提升了30%以上，而其中扩散工艺生产效率提升了100%。

　　2021年底，项目团队完成了25GbitsInGaAs雪崩光电二极管芯片的全国产化研制，产品突破了高效率高增益带宽积APD结构设计、高可靠探测器台面刻蚀工艺等关键技术。该类芯片响应度、增益带宽积、灵敏度等指标对标国际一流，满足5G光通信网络的应用及100GBASE-ER4标准要求，满足25G/100G-PON、5G中前传等应用的高速、高灵敏、高可靠性的应用需求。

　　该成果是电科芯片集团贯彻创新驱动发展战略

　　在科技创新道路中的重大突破

　　是维护全产业链供应链安全稳定

　　在国家科技自立自强中更好发挥央企战略支撑作用的实践

　　保障了光通信核心元器件国产自主可控

　　巩固了集团公司在光通信行业的地位