6月25日下午，2024年度陳嘉庚科學(xué)獎和陳嘉庚青年科學(xué)獎頒獎儀式在中國科學(xué)院第二十一次院士大會上舉行。中國科學(xué)院院士、江蘇省光電技術(shù)創(chuàng)新中心主任祝世寧院士與國防科技大學(xué)徐平研究員的“鈮酸鋰光子芯片”項目獲得本年度陳嘉庚科學(xué)獎“技術(shù)科學(xué)獎”。

該項目在單個鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調(diào)制器、波導(dǎo)分束等多種功能器件，實現(xiàn)了片上光量子態(tài)的高效產(chǎn)生和高速操控。目前，祝世寧院士團(tuán)隊的鈮酸鋰光子芯片技術(shù)已在南京市江北新區(qū)落地轉(zhuǎn)化。

作為南京市江北新區(qū)重點打造的產(chǎn)業(yè)“強(qiáng)引擎”之一，近年來，集成電路一體化鏈?zhǔn)叫?yīng)初顯，集聚上下游企業(yè)超500家，已形成涵蓋設(shè)計制造、封裝測試、裝備材料等各環(huán)節(jié)全產(chǎn)業(yè)鏈格局。

由研到產(chǎn)，“追光”前沿尖端技術(shù)

光電產(chǎn)業(yè)將光子學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)等技術(shù)相融合，是新質(zhì)生產(chǎn)力的代表，也是我國有條件率先實現(xiàn)突破的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

走進(jìn)南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院的廠房，透過參觀通道，記者看到了這條于今年4月啟動的鈮酸鋰光子芯片產(chǎn)線。5000平方米超凈間、配備3.5億元規(guī)模設(shè)備、月產(chǎn)能1000片晶圓……“這是團(tuán)隊從研到產(chǎn)，很關(guān)鍵的一條產(chǎn)線。”祝世寧評價道。

據(jù)介紹，新產(chǎn)線具備光刻、刻蝕、鍍膜、研拋、濕法等系列核心技術(shù)工藝。時隔兩個月，晶圓級薄膜鈮酸鋰器件工藝開發(fā)包1.0版正式發(fā)布，標(biāo)志該條產(chǎn)線具備標(biāo)準(zhǔn)化代工流片能力。

南智光電是祝世寧院士團(tuán)隊于2018年在江北新區(qū)創(chuàng)建的研發(fā)機(jī)構(gòu)，并負(fù)責(zé)運(yùn)營江蘇省光電技術(shù)創(chuàng)新中心，曾拿下業(yè)內(nèi)多個“首個”“首次”。例如，成功生產(chǎn)出世界上首個8英寸光學(xué)級鈮酸鋰晶棒，研制首枚高速調(diào)制光量子芯片，完成4英寸薄膜鈮酸鋰工藝開發(fā)……

堅持按照市場化模式運(yùn)行，如今，南智光電先后服務(wù)了各類客戶300余家，支撐20余個高校院所創(chuàng)新團(tuán)隊，為新區(qū)培育和集聚光電領(lǐng)域高科技企業(yè)40余家。

引領(lǐng)EDA核心工具“零的突破”

5月28日，數(shù)字實現(xiàn)EDA先進(jìn)解決方案供應(yīng)商芯行紀(jì)科技有限公司宣布完成數(shù)億元B輪融資，這是公司成立以來第五輪融資。

頻頻收獲資本加碼絕非偶然，在落地新區(qū)3年多的時間內(nèi)，芯行紀(jì)研發(fā)了智能布局工具、數(shù)字實現(xiàn)布局布線工具等多款數(shù)字實現(xiàn)EDA工具，并已實現(xiàn)廣泛商用。

“對于一個要攻克硬科技難關(guān)的企業(yè)來說，3年多的時間其實是個很短的周期，很欣喜地看到我們的產(chǎn)品在頭部芯片設(shè)計企業(yè)和制造企業(yè)中被逐步使用和認(rèn)可。”芯行紀(jì)董事長兼總經(jīng)理施海勇感慨，芯行紀(jì)不斷加強(qiáng)研發(fā)科技成果的積累，目前擁有員工約250人，其中產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)支持員工占比達(dá)88%。

指甲大小的芯片中容納著數(shù)百億個晶體管，要實現(xiàn)這些納米級元件的排布，就離不開EDA（電子設(shè)計自動化）工具。如果將芯片誕生過程想象成在建造一座復(fù)雜的建筑物，那么芯行紀(jì)所承擔(dān)的工序，正是具體施工環(huán)節(jié)，即將芯片設(shè)計轉(zhuǎn)化為實際的物理版圖。

記者了解到，布局布線是數(shù)字后端EDA領(lǐng)域最為核心的基礎(chǔ)性工具，在此之前，全世界只有3家EDA公司擁有該項技術(shù)。去年11月，芯行紀(jì)發(fā)布數(shù)字實現(xiàn)布局布線工具AmazeSys，完成了我國第一款完全自主研發(fā)的布局布線工具，實現(xiàn)“零的突破”。

“我們花了大量時間去適配國產(chǎn)先進(jìn)工藝，并且設(shè)定的目標(biāo)一定要是全功能，不能缺失任何一個模塊。可以說AmazeSys是完全從零開始自主研發(fā)的全功能的布局布線工具，而且實現(xiàn)了商用。” 芯行紀(jì)資深研發(fā)副總裁丁渭濱說，這也意味著公司可以對產(chǎn)品做快速迭代。

近年來，江北新區(qū)在EDA領(lǐng)域超前布局，在數(shù)字驗證、數(shù)字實現(xiàn)、模擬設(shè)計等領(lǐng)域接連取得重大突破，產(chǎn)品覆蓋EDA產(chǎn)業(yè)全鏈條的70%，為人工智能、5G、云計算、智慧城市等集成電路相關(guān)領(lǐng)域的龐大芯片需求提供了保障。

從國產(chǎn)替代到征服海外市場

沿著集成電路產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分領(lǐng)域拓展，位于新區(qū)智能制造產(chǎn)業(yè)園的南京華易泰電子科技有限公司是一個不可忽視的存在。作為一家主營濕制程設(shè)備的企業(yè)，華易泰已連續(xù)兩年上榜我市培育獨角獸企業(yè)。

走進(jìn)華易泰的無塵車間，一排排濕制程設(shè)備和一套套高純介質(zhì)供給系統(tǒng)正在進(jìn)行裝配及測試，身穿潔凈服的工程師們穿梭其間，一遍又一遍地進(jìn)行測試并抓取數(shù)據(jù)，力保設(shè)備能夠在客戶端穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

為了保證晶圓表面特性及電特性不被破壞，清潔力度和清潔強(qiáng)度都需要精準(zhǔn)計算與把控。在這里，“清洗”變成了一門技術(shù)活。

和工藝品雕刻類似，芯片制造時則需要先用光“刻”出電路圖，再經(jīng)過清洗工藝，才能顯示出“刻”好的內(nèi)容。

長期以來，有關(guān)濕制程工藝的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備都被國外壟斷。“我們作為買方，在價格、服務(wù)和交期方面都沒有話語權(quán)，處處受限。”由此，華易泰聯(lián)合創(chuàng)始人、副總經(jīng)理顧志華萌發(fā)了研發(fā)國產(chǎn)化設(shè)備的念頭。

經(jīng)過3年多發(fā)展，公司不僅完成了清洗、蝕刻、顯影等濕制程設(shè)備開發(fā)，還在自動化物料搬運(yùn)系統(tǒng)、高純度介質(zhì)系統(tǒng)方向取得突破，均推出了性能領(lǐng)先的產(chǎn)品。

截至目前，華易泰累計簽約訂單已超8億元，成為國內(nèi)半導(dǎo)體和面板行業(yè)設(shè)備領(lǐng)域的“后起之秀”。“目前，華易泰的產(chǎn)品性能已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，完全可以實現(xiàn)國產(chǎn)替代，就連過去我們依賴的海外工廠，也將成為我們的客戶。”顧志華說。