“中國合伙人”致力打造首家硅光子芯片企業

　　一個企業只有不斷創新研發才能走得更長遠，只有不起眼的小創新逐步積累才有產品和品牌質的飛躍。

　　2009年10月，一個以研究開發高科技成果，為提升傳統產業競爭力提供“光通訊造芯”技術的馬爾斯公司成立，并正式成為宜賓五糧液集團旗下環球子集團公司的一員。該公司總經理李若林先生是硅谷歸國博士，先后在英特爾、西數、美國芯歐科技等國際一流公司擔任主任設計工程師、技術顧問、總經理等職務。

　　“回到中國創業緣于很多情結，和宜賓結緣更是一種緣分。”李若林說，一次偶然的機會，巧遇了時任宜賓五糧液集團公司董事長王國春。“通過接觸，我們了解到四川信息產業正在迅速崛起，配套產業發展的基礎比較好。五糧液更是積極為我們搭建平臺，在開發光通訊中高技術，研發高附加值關鍵器件給予了大力支持，同時，宜賓的各級領導也都十分關心。”無論是配套產業還是發展軟環境，都讓幾位博士心中更加堅定回國創業的信念。

　　在李若林的團隊里，樊文峻、稅永強、王江三位博士也都有著豐富的、常人難及的履歷。他們都擁有一樣的信念：“要做就做別人做不了的，這既是一份責任，也是一種激情。”

　　“我們選擇辭職回國創業，幾乎把所有的心血都用在了研發新產品上。”稅永強博士說，他們幾位博士絕大多數時候是在實驗室和車間度過。短短一年時間，馬爾斯公司擁有調節激光器、高功率半導體激光器、SERS生物光學檢測芯片、硅基V漕芯片四種填補國內空白的獨有產品，另有12種自主研發的產品，全是以芯片為核心的產品。

　　硅谷歸來，創業并非一帆風順。2012年初，馬爾斯技術團隊在一個光電器件的研發上遇到瓶頸，經過長達四五個月的反復試驗，一項指標始終達不到預期標準。李若林制定的標準受到了質疑，但他選擇了堅持。經過對研發方案不斷的推翻重來，光電器件的指標超出了預期。

　　在馬爾斯的員工看來，李若林對技術的要求近乎苛刻。“目前，高端的關鍵芯片技術掌握在國外公司手中，國內的高端器件生產受到嚴重制約。比如，可調激光器是當今光電器件領域的最前沿，而受制于國外關鍵芯片技術壟斷，國內供應商根本無法染指。”李若林認為，只有突破核心技術，打破國外壟斷，才能打開我國光通信發展的最大瓶頸。

　　“如今，我們月產芯片的數量達到20萬顆，光電器件模塊5萬只。”李若林告訴記者，公司非常注重人才的培養，全公司85名員工中，清一色是本科以上學歷，其中專業的研發團隊人數已達40人。核心博士團隊的專業特長覆蓋了光電器件核心技術的每一個環節，芯片的設計、制造、檢測、器件封裝、電子電路控制、軟件接口等環節。正是馬爾斯公司占領了人才高地，一個占地僅4000平米、成立不到四年的新公司已有了意想不到的成績。

　　2012年4月，中興通訊主動聯系馬爾斯，提出共同開展“新型10GB/s波長可調諧激光器”項目。波長可調諧激光器屬于“十二五”國家科技計劃信息技術領域中的前沿技術類領域。

　　在重視研發的同時，李若林博士團隊深知本土化對于產業長遠發展的重要性。因此，公司一方面從國內高端電子企業引進高級人才擔任公司副總，一方面也從沿海電子企業生產一線引進技術能手，并破格提拔。2011年9月，馬爾斯公司唯一讓別的企業代工的刻蝕工藝也已實現自己生產，并開始陸續接單為國內外企業代工。

　　今年，李若林帶領的博士團隊先后成功入選四川省“百人計劃”和全國“千人計劃”。談及此，李若林只是淡淡一笑，“創業的道路上難免曲折，研發人付出艱辛是義不容辭的。一個企業只有不斷創新研發才能更得更長遠，只有不起眼的小創新逐步積累才有產品和品牌質的飛躍。”在馬爾斯公司的博士們、科研人員們為先進技術孜孜求進的故事每天都在上演。

　　強大的人才隊伍，清晰的產品路線圖，務實的研發精神，馬爾斯公司在光通訊產業鏈整合的道路上，看重的不僅僅是眼前的市場，更重要的是未來的發展空間。如今，四位博士已將發展目標明確為“打造中國業界第一家以硅光子芯片技術為核心、具有芯片設計、生產、器件封裝的垂直技術整合能力的高端光電產品生產企業。”

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　　英特爾成功研制硅激光器歷程

　　英特爾公司是全球最大的半導體芯片制造商，它成立于1968年，具有44年產品創新和市場領導的歷史。1971年，英特爾推出了全球第一個微處理器。微處理器所帶來的計算機和互聯網革命，改變了整個世界。

　　英特爾公司，即是源于前身仙童半導體公司發展而來。仙童公司創始人威廉·肖克利是1956年諾貝爾物理學獎獲得者， 因發明晶體管而改變了科技歷史，獲得1956年諾貝爾物理學獎。

　　1.創辦起源

　　1955年，“晶體管之父”威廉·肖克利，離開貝爾實驗室創建肖克利半導體實驗室并吸引了許多才華橫溢的年輕科學家加入，但很快，肖克利的管理方法和怪異行為引起員工的不滿。其中被肖克利稱為八叛逆的羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾、朱利亞斯·布蘭克、尤金·克萊爾、金·赫爾尼、杰·拉斯特、謝爾頓·羅伯茨和維克多·格里尼克，聯合辭職并于1957年10月共同創辦了仙童半導體公司。安迪·格魯夫于1963年在戈登·摩爾的邀請下加入了仙童半導體公司。

　　由于仙童半導體快速發展，導致內部組織管理與產品問題日亦失衡。1968年7月仙童半導體其中兩位共同創辦人羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾請辭，并于7月16日，以集成電路之名(integrated electronics)共同創辦Intel公司。而安迪·格魯夫也自愿跟隨戈登·摩爾的腳步，成為英特爾公司第3位員工。

　　在安迪·格魯夫的口述自傳中表示，如果以他是公司第3位員工的角度來看，他是“英特爾創辦人之一”。但若以所有權來說，因未受邀以1美元價格購股，而是首位自愿加入的員工。

　　2.最新混合硅激光器技術

　　近日，英特爾公司CTO賈斯汀(Justin Rattner)在北京舉行的英特爾信息技術峰會上通過視頻首次公開演示了面向數據中心、速度達100Gbps的全面集成硅光電模塊的運行狀況。這是全球唯一一個采用混合硅激光器的模塊。賈斯汀透露，這一模塊將實現量產。標志著硅光子技術的產業化取得了具有應用意義的重要突破。

　　所謂硅光子技術就是將光模塊集成到傳統的硅基芯片中，利用芯片的生產工藝和封裝技術大規模生產光電模塊，從而實現芯片間的光傳輸。它被認為將帶來信息技術的又一次革命。而在這一新的技術革命浪潮中，以英特爾為代表的美國企業再一次走在了世界的前列。由于硅材料更適合電路傳輸而不是光波，因此通過硅產生激光尤其是連續的激光是一件非常困難的事情，要實現產業化，更需要解決一系列高難度的技術問題。

　　硅被廣泛用于數碼電子產品的大批量生產，也用于光的路由、探測、調制和放大，但它并不能有效發光。另一方面，基于磷化銦的激光器被普遍用于電信設備，但需要逐一進行組合和校準。這相對于計算機產業大批量、低成本的制造需求，仍顯得過于昂貴和費時。

　　混合硅激光含有獨特設計，當硅波導容納和控制激光時，其采用的磷化銦材料可以產生光并把它擴大。制造這種設備的關鍵是用低溫的氧等離子體(帶電荷的氧氣)在這兩種材料表面都形成一層薄氧化膜(大約25個原子的厚度)。

　　當加熱的同時在材料兩側加壓，兩種材料上的氧化膜就像玻璃粘合劑一樣熔合，從而將兩種材料熔合到一個單一芯片中。給磷化銦施加電壓，它產生的光會通過這層像玻璃粘合劑一樣的氧化膜進入硅片中的波導。波導容納并控制光，形成混合硅激光。波導的設計對混合硅激光器的性能和激光的波長至關重要。

　　3.研制硅激光器歷程

　　實際上，英特爾從上世紀90年代中期就開始開發硅光子技術，是全球最早開始研發硅光子技術的企業之一，但在很長一段時間內都沒有太大的進展。2004年，英特爾研究人員首次展示了帶寬超過1GHz的硅激光調制器，比此前硅基調制記錄快了近50倍。2005年，他們才宣布開發成功全球第一套能驅動連續光波的硅組件激光技術，直到2006年才開發成功全球首個混合硅激光器。

　　2006年9月18日，來自英特爾公司和美國加州大學圣芭芭拉分校(UCSB)的研究人員成功研發了世界上首個采用標準硅工藝制造的電力混合硅激光器(HybridSiliconLaser)。這項技術突破標志著用于未來計算機和數據中心的低成本、高帶寬硅光子學設備產業化的最后障礙之一已經被解決。

　　研究人員已經能夠將磷化銦(IndiumPhosphide)的發光屬性和硅的光路由能力整合到單一混合芯片中。當給磷化銦施加電壓的時候，光進入硅片的波導(waveguide)，產生持續的激光束，這種激光束可驅動其他的硅光子器件。這種基于硅片的激光技術可使光子學更廣泛地應用于計算機中，因為采用大規模硅基制造技術能夠大幅度降低成本。

　　“這一技術使未來的計算機內部可采用低成本、萬億比特(TB)量級的光學‘數據通路’(datapipes)，并使高性能計算應用迎來新時代，”英特爾公司光子學技術實驗室總監馬里奧·潘尼西亞(MarioPaniccia)指出。“盡管離商品化仍有很長距離，但我們相信數十個、甚至數百個混合硅激光器會和其它硅光子學部件一起，被集成到單一硅基芯片上去。”

　　“我們和英特爾公司的研究項目，充分體現了產業和學術界可以通過合作來推動科學技術的發展，”美國加州大學圣芭芭拉分校電氣和計算機工程學教授約翰·鮑爾斯(JohnBowers)指出，“通過結合美國加州大學圣芭芭拉分校在磷化銦方面的專業能力和英特爾公司在硅光子方面的專業能力，我們已研發出基于鍵合方法的一種新結構激光器，它能夠用于晶圓級、半晶圓級和芯片級的應用，同時這也是將大規模的光學器件集成到一個硅平臺上的一種可能的解決方案。這是開始低成本大批量生產高集成度硅光子芯片的標志。”

　　隨后幾年，英特爾硅光子技術不斷取得一些新的進展，2007年開發成功40GB/s帶寬速度的硅光調制器等。2010年，英特爾宣布，開發成功集成了激光器的硅基光電數據聯結系統研究原型，傳輸速度達50Gbps。賈斯汀在上周的演講中介紹說，除了速度提升，英特爾還為此開發了專門的檢測技術，通過光學的方法檢測硅光芯片的質量。還與康寧公司合作開發了傳輸速度達1.6TB的全新光電線纜和連接器，從而大大加快其產業化進程。