在電子產業迎來發展高峰期的時候，同時也帶動了半導體產業的發展。在市場供不應求的情況下，全球迎來了芯片緊缺的局面。


為了緩解全球芯片短缺危機，各大晶圓廠商開始擴充產能。盡管臺積電（TSMC）對28nm成熟過程的擴展并不樂觀，因為28nm制程的供應并不像看上去那么不足。因為目前芯片的短缺非常嚴重，作為半導體行業的領導者，臺積電需要考慮這些成熟工藝的市場，因此還是擴大了芯片廠。


芯片制造技術即將達到摩爾定律臨界點


事實上，臺積電的目標并沒有改變，也就是說，還是要發展先進的技術流程。最近TSMC正式確認3NM已經在量產，2NM工廠正在建設中。


根據摩爾定律，TSMC現在已接近先進芯片技術的極限，即1.4納米。值得注意的是，根據最新消息，臺積電決定在下個月確認之前的3nm團隊研究1.4nm芯片并確定關鍵技術規格。


很明顯，臺積電在先進制造過程中已經淘汰了許多競爭對手，這次臺積電仍處于領先地位。雖然現在談論大規模生產1.4nm還為時過早，但有一個新的問題：當芯片工藝接近極限時，新的芯片技術發展方向將是如何？


我國或將實現芯片彎道超車


在先進制程中，雖然我們沒有這么快趕上，但如今芯片的先進制程已經逼近摩爾定律，我國在芯片的賽道上彎道超車的機會可能要來了。


在科學技術的不斷迭代中，現在的設備越來越高級，對硅芯片的性能要求就越高，如今，一枚數字芯片中的晶體管數量已經是以百萬億計了，對其工藝制程的研發已經逼近物理極限。


大家知道，芯片在達到7nm制程后，往后每縮小1nm都是越來越困難的，成本也越來越高。 在工藝到達臨界點和成本劇增的情況下，越來越多企業開始入局光子集成電路（PIC）研發電光芯片。


光電芯片是什么


光子集成電路被認為是未來固態量子處理器的前置技術，與現在的光電集成電路不同，它可以將光子器件采用傳統的硅晶圓材料與工藝集成到微處理器內，提高運行效率，讓數據得到更有效的傳輸。因此業內普遍認為它將取代電子半導體信號傳輸成為新一代的半導體技術。 在傳統的電信號傳輸已經到達臨界點的情況下，而光電芯片與其相比，有著更快的傳輸速度和更大的信息傳輸量，傳輸方式也更加安全穩定，所以說這項技術無疑是目前最好的選擇。


光電芯片不再采用晶體管，而是用超微透鏡取代，運算也不再是通過電信號進行，而是通過光信號。也是因此，光電芯片無需改變二進制計算機的軟件原理就可以實現極高的運算頻率，能夠有效彌補電子芯片在高速穩定運行和數據處理能力方面的短板。


我國已有多家企業展開光電芯片領域的布局


我國已經有眾多企業開始展開光子集成電路領域的布局。如華為就已計劃投資10億英鎊在英國設立全球研發中心用于對光電芯片的研發，目前華為海思已經掌握了 100G 光模塊芯片技術。 任正非此前明確表示過，如果光電芯片能夠成功研發并實現商用，那么華為的芯片便能完全不受美方的技術限制了，芯片被“卡脖子”的難題也將迎刃而解。


國內領先的高速光互連芯片提供商，傲科光電子有限公司(以下簡稱“傲科光電”)也已經正式進軍光電集成領域。


在結合自身在行業內的技術優勢和影響力的前提下，傲科光電引進了國內外的頂尖硅光團隊，結合其電芯片和測試技術，以及硅光團隊的先進3D封裝和芯片設計能力，加快實施光電合封、光電異質集成解決方案的路線圖。


此外，我國廈門優訊、中興、海信、中興、烽火通信等企業也都在光電集成領域有所突破。 隨著國家在這方面投入的不斷增加，以及更多研究人員的努力，在這一領域取得了許多成果。我們在目前的芯片技術上不如一些外國公司，但我們可以選擇另一條道路，當電路芯片技術已觸到了天花板的時候，光子芯片的時代也隨之來臨。


在未來，當光子集成電路生態逐漸完善，光電芯片能進行大規模商用的時候，它必將取代現在的數字芯片成為半導體領域的主流。
當然，目前硅電子芯片仍然是市場強勁需求的對象，短時間內是撼動不了它的地位的，但在眾多企業更進一步展開合作和研發之后，芯片問題就將不再是我國的短板，這也是我國半導體產業實現彎道超車的好機會。