國產芯片彎道超車有望，光芯片材料大突破，光刻機不再是問題

全球各國除了繼續在硅基芯片方面推進技術研發之外，其實還在量子芯片、光芯片等芯片新技術方面展開較量，而中國日前就在光芯片材料方面取得重大突破，走在了美國前面，這將加速中國光芯片的商用化。

新芯片技術的較量是不僅僅是一項技術的突破，更是整個產業鏈的推進，否則有了光芯片技術，卻沒有相應的材料，那么新芯片技術也就無法實現商用化落地，這當中最關鍵的就是材料。

光芯片也被認為是替代現有硅基芯片的重要技術之一，為此中國、美國都在積極推進，而在光芯片材料方面，則是中國、日本和美國的較量。日本能成為光芯片的參與者之一，就在于它向來在芯片材料方面執全球牛耳，硅基芯片材料有六成由日本掌握，有這個基礎，日本自然也在光芯片材料方面占有一席之地。

光芯片的重要材料之一是鈮酸鋰，這個材料早已被研發出來，不過在制成晶圓方面，則還存在不少難點，由于鈮酸鋰材料過于脆弱，如何將它做成一片較大的晶圓，就成為中國、美國和日本技術較量的關鍵。

此前中美日三方都已實現6英寸鈮酸鋰晶圓的制備，不過這與全球主流的8英寸晶圓、12英寸晶圓仍有一定的差距，日前湖北一家企業就已成功研發8英寸晶圓，由此中國在鈮酸鋰晶圓制備方面走在了美國和日本前面。

中國率先制備成功8英寸鈮酸鋰晶圓，在于中國在基礎材料方面的深厚積累，幾十年前，即使中國的經濟基礎較為薄弱，但是由于中國堅持推動完整的工業體系建設，因此中國一直都相當重視基礎研發，由此中國奠定了扎實的材料研發基礎，到如今中國的芯片產業需要實現全產業鏈的自研，基礎材料研發就產生了效果。

采用鈮酸鋰作為光芯片的材料，全球諸多機構都證明了可行性，業界專家認為鈮酸鋰可以實現光芯片的超強性能。就在數天前，香港城市大學電機工程學系王騁教授團隊就研發出了集成鈮酸鋰微波光子芯片，性能比硅基芯片快1000倍，而功耗卻降低九成以上，該團隊介紹處理250×250像素的圖片只需要3納焦，而硅基芯片卻要幾百乃至上千納焦的能耗。

國內還有其他機構研發鈮酸鋰芯片，鈮酸鋰芯片除了可用于處理器，還可用于基站的信號處理，隨著未來6G的商用，基站的建設將更加密集，采用硅基芯片大量6G基站將會進一步推升運營商的電費，而鈮酸鋰芯片的應用可以大幅降低功耗，這也將成為6G商用的關鍵。

業界人士指出鈮酸鋰芯片的超強性能和超低功耗，在人工智能、6G等行業都將有廣泛的前景，當前的人工智能往往需要大規模的處理器集群處理相關的數據，巨額的電費已成為AI企業不堪重負的成本，鈮酸鋰芯片恰恰可以解決耗電問題。

由于眾所周知的原因，中國開發先進的硅基芯片工藝受到光刻機的限制，而鈮酸鋰芯片的應用將打破原有的硅基芯片技術體系，解決當下阻礙中國芯片發展的芯片工藝瓶頸，以現有的芯片工藝就能實現更強的性能，這對于中國芯片來說無疑更具積極的意義。

海外芯片同行其實也清楚現有的硅基芯片技術已達到天花板，芯片工藝達到3納米已面臨巨大的技術困難，臺積電的3納米工藝良率就低至55%，再研發2納米難度更大，為此海外芯片同行也在積極研發新的芯片材料，而中國在光芯片材料方面的突破無疑振奮了全球芯片行業，將為全球芯片技術開辟新道路。