當我們聊到格芯的時候，行業內的人都知道他們是在全球都名列前茅的晶圓代工廠。在產品線方面，他們不但擁有成熟的平面晶體管制造工藝，還擁有性能優越的FinFET工藝。此外，格芯這些年來還在FD-SOI和很多特色工藝方面打響了名堂。這幫助他們在AI、5G和物聯網等市場開疆辟土，卡位下一輪科技革命。

但其實除了上述技術以外，格芯還在一項備受關注的新工藝上悄然拿下了不少的份額，那就是硅光制造。根據Digitimes在今年五月的報道，格芯在全球硅光子晶圓代工市場擁有了10%的份額，而這一切都源自于公司在多年前做的一個決定。

九年深耕，兩大平臺

在談格芯的硅光布局之前，我們先來了解一下這個技術。

據賽迪的報告，所謂硅光，即硅基光電子，指的是在硅和硅基襯底材料上，利用硅CMOS工藝對光電子器件進行開發和集成的一種新技術。由于其既擁有微電子的工藝成熟、集成度高、價格低廉等基礎，又兼具光電子的極高帶寬、超快速率、抗干擾性、低功耗等優勢，在微電子技術接近瓶頸的后摩爾定律時代，受到英特爾、華為、思科、諾基亞等公司熱捧，而格芯就是這個市場一個重要一環，因為他們給客戶提供了極具競爭力硅光產品制造方案。

格芯公司硅光產品線副總裁Anthony Yu在早前舉辦的一場媒體會上也向包括半導體行業觀察在內的多家媒體表示，他們的硅光發展史最早可以追溯到2012年。當時，他們答應和IME合作在公司新加坡的八英寸CMOS產品線上實現180nm SiPh（SiPh即硅光Silicon Photonics的英文簡稱）混合解決方案的生產。

隨后幾年，格芯在SiPh制造方面穩步推進。尤其是在經過2015年收購IBM微電子的那單交易，更是讓格芯在硅光制造方面的實力如虎添翼。

資料顯示，格芯在收購IBM微電子的交易中獲得了約1.6萬個專利與應用，當中就包含了IBM在硅光方面的IP，以及他們在SiPh領域超過十年的研發經驗，這為他們后續發展硅光打下了基礎。

歷經多年的積累后，格芯也也終于先后推出了90WG第一代硅光平臺和基于45RFSOI的下一代硅光制造平臺。為數據中心、5G、通信、高性能計算、TOF傳感器和激光雷達等多個領域提供支持。Anthony Yu告訴記者：“從目前的發展，公司的工藝在數據中心、5G、通信這三個領域的應用，無論是IP和封裝技術都比較成熟。但在其他應用領域，所有的技術都還需要繼續推進。”

其中，90WG平臺是公司利用90nm RFSOI工藝構建的工藝平臺。

他們指出，這個平臺能夠支持每波長100Gb/s的速度，因此可以支持高達800Gbps的客戶端數據速率。 具體而言，則擁有以下幾點優勢：

1.單芯片集成射頻、數字、硅光子和光纖耦合；2.光電PDK，目前可在支持1310nm波長的光電元件的共同設計；3.在晶圓制造到封裝集成方面進行了大量的投入，當中還包括了晶圓表征，可以根據實時測量結果對SiPh制造過程進行微調；4.快速的原型設計；

Anthony Yu在今年五月也表示：“在菲什基爾的工廠，格芯已經在300mm晶圓上實現了這一工藝的量產。格芯做的大量的工作不僅定位于可信任的制造服務提供商，也設計準備了可用于商用量產的各種相關的光傳輸器件。”

格芯的下一代硅光平臺將會基于45RFSOI工藝。

據介紹，這代工藝的一大優化在于鍺模塊，有助于提高性能。同時還可以幫助客戶構建真正高性能的光檢測器。實現一流的光電性能。格芯副總裁 Anthony Yu在接受采訪的時候透露，公司的下一代基于45RFSOI的單片集成的硅光技術將在紐約州馬耳他的8號晶圓廠生產，并計劃于2021年下半年完成生產工藝認證。

在交流的過程中，Anthony Yu多次強調了格芯的硅光平臺的“單片集成”的優勢。他指出，與其他競爭對手在制造硅光器件的時候只是把分立的光、電元件封裝在一起不一樣，格芯的硅光方案是直接把光電器件在一個Die上實現。“這種方案不但解決了多片封裝帶來的寄生電容和ESD等問題，還具有封裝尺寸更小、成本和可靠性更好等多方面的優勢。”Anthony Yu表示。

“除了能提供硅晶圓外，我們還能提供硅光集成、封裝和測試等服務，我們的目標是成為一個方案供應商，而不僅僅是一個硅晶圓提供商”，Anthony Yu告訴記者。

與客戶的攜手并進

格芯之所以會在硅光這個領域做投入，并且業務在過去四年發展迅速，這與該行業擁有巨大的發展前景有很重要的關系。

知名分析機構Yole的數據表示，2019年，全球硅光子市場為4.8億美元，其中，數據中心光模塊占主導地位。但他們預估到2025年，整個市場規模預計將達到39億美元，其中的數據中心光模塊將占據90％以上的市場。

Yole在報告中還表達了對以數字芯片封裝光學輸入輸出的共封裝光學的看好。而這正是格芯與其合作伙伴所努力的方向。如Ayar Labs與格芯正在合力研發的，可進行批量制造的單芯片解決方案，就是其中的一個代表。

作為全世界首家利用硅光技術實現芯片間信號光互聯的公司，Ayar Labs希望用光學I/O“芯片”和多端口、多波長激光器取代銅電纜，以使衡量數據傳輸的密度、帶寬、延遲和能源效率等方面獲得數量級的改善。Terabit PHY就是他們的首款產品。而格芯的45nm RF SOI就是推手。

按照Ayar Labs 的首席執行官 Mark Wade的說法，RF SOI CMOS是一項賦能技術，因為有了它，我們得以在同一個平面層中構建晶體管和光學器件。此外，SOI工藝也幫助實現了超快晶體管，速度超過了大多數先進工藝節點。

現在，Ayar Labs和格芯基于45 RFSOI，正在合作研發格芯的新一代硅光平臺。Wade表示：“我們正在與格芯合作開展多項工作，希望將試產階段的基于45nm RF SOI上的工作成果結合格芯通過收購IBM研發部獲得的一些技術和工藝，從而打造高度可靠、可生產的工藝以在新一代平臺中構建我們的解決方案。”

此外，格芯還和MACOM等公司進行合作，將硅光技術應用到更多的領域中去。在這個技術變革的關鍵點，讓我們一起期待更美好的硅光世界的到來。
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