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专访芯联集成:从功率半导体到硅光/SiGe/TFLN/MEMS/InP的全光互连布局

2026-09-17 425
芯联集成,一家以功率半导体和MEMS传感器起家的特色工艺代工厂,在今年的CIOE上,以“全流程工艺与异质集成技术平台”为主题,统展示了其在光互连领域的完整技术布局——从12英寸硅光与SiGe工艺,到6英寸化合物光芯片,再到8英寸薄膜铌酸锂(TFLN)调制器与MEMS光开关,一条覆盖光芯片、电芯片、异质集成与光交换的全栈工艺路线清晰呈现。为此,光纤在线编辑采访了芯联集成光互连业务负责人,深入解读公司面向光通信领域的战略逻辑、技术路径与未来蓝图。



提供光芯片、电芯片到异质集成的全流程服务
从功率半导体到光通信转型的决定并不是一时兴起,而是基于对产业趋势的长期判断,且看到两个非常明确的信号。

第一,AI算力的爆发正在重新定义数据中心的互连架构。过去电互连在短距离传输上有成本优势,但当单通道速率突破100G、向200G甚至400G演进时,电互连的功耗、信号完整性和成本都面临瓶颈,光互连从可选项变成必选项。多家市场咨询机构的数据,2025年全球数据光互连市场规模约为194亿美元,预计到2030年将达到约1000亿美元,年复合增长率接近40%。这样的增速在半导体行业里是非常罕见的。

第二,国内光通信产业链存在一个结构性的短板:光电工艺割裂,一体化代工能力薄弱。光模块厂商很强,但上游的高端光芯片,尤其是硅光芯片、InP激光器、高速跨阻放大器长期依赖海外。国内有能力同时做光芯片和配套电芯片代工的企业屈指可数。而这恰恰是芯联集成的机会所在。

芯联集成做功率半导体出身,在BCD工艺、高压模拟、MEMS微纳加工上有十几年的积累。光通信芯片本质上是"光+电+微纳结构"的融合,这正与芯联集成的技术底座高度契合。所以进入光通信,不是跨界,而是能力的自然延伸。

芯联集成的目标非常明确:成为光互连领域领先的全流程工艺与异质集成代工厂,为客户提供从光芯片、电芯片到异质集成的端到端全流程交付服务。客户无需在不同代工厂之间来回切换工艺平台,可以在芯联集成一站式完成光引擎的全部制造环节,大幅缩短研发周期、降低供应链风险。

从功率半导体到光通信,芯联集成的核心竞争优势在于"特色工艺的复用能力"和"多尺寸产线的协同效应"。芯联集成长期深耕功率半导体、模拟IC和MEMS传感器,积累了BCD工艺、高压模拟、MEMS微加工等核心技术。这些技术与光通信领域高度相通——比如,MEMS振镜工艺可以直接迁移到光开关(OCS)的制造;BCD工艺可以用于光路控制芯片和激光驱动芯片;我们在异质集成和TSV方面的积累,更是硅光时代的关键能力。

同时,公司拥有12英寸、8英寸、6英寸多条产线,可以分别对应硅光/SiGe、TFLN/MEMS光开关、化合物光芯片(VCSEL/InP/GaN)等不同材料体系的工艺需求。这种多尺寸、多材料的产线组合,在国内特色代工厂中是不多见的,能够保证产能与一致性,为客户提供一站式代工服务。


六大平台构建完整光电芯片PDK生态
在光博会上,芯联集成提出了"VCSEL+InP+硅光+TFLN+SiGe+MEMSOCS"的完整光互连技术平台,归纳为四大工艺模块,覆盖了光互连的全流程。

第一是光芯片工艺。在硅光方面,芯联集成搭建了12英寸Si/SiN光波导平台与Ge探测器工艺平台,这是高速光模块中硅光芯片的核心制造基础;在激光器方面,则布局了VCSEL、InP和MicroLED三条路线,分别对应短距多模、中长距单模和下一代新兴应用;在调制器方面,布局了8英寸TFLN(薄膜铌酸锂)工艺,TFLN具有高带宽、低驱动电压的优势,是超高速光调制的重要技术方向。

第二是电芯片工艺。光模块的发射端需要激光驱动芯片,接收端需要跨阻放大器(TIA),这些高速电芯片对工艺的要求极高。芯联集成基于12英寸SiGeBiCMOS工艺平台,开发了90nm和55nm的SiGeHBT技术,可以支撑800G、1.6T及以上规格光模块对激光驱动和跨阻放大器的工艺需求。

第三是光电异质集成和TSV工艺。硅光芯片本身不发光,需要与激光器进行异质集成;同时,光芯片和电芯片之间的高密度互连也需要先进的封装技术。芯联集成布局了HybridBonding(混合键合)、TCB(热压键合)和12英寸TSV(硅通孔)工艺平台,为CPO(共封装光学)等下一代架构提供技术储备。

第四是光开关工艺。基于在MEMS微加工领域的长期积累,芯联集成搭建了8英寸MEMSOCS(光交叉连接)平台,可以实现端到端全物理通路的光交换,无需光电转换,具有低延时、低功耗的特点,适用于AI集群中的全光交换网络。

在具体的工艺节点和商用规划上,芯联集成将采用硅光与SiGe同步推进、异质集成逐步完成的路径。

产能布局:四期200亿落子,多尺寸产线协同

今年6月,芯联集成宣布启动四期项目,总投资约200亿元。是芯联集成向AI服务器电源和光互连两大高增长赛道系统性延伸的关键举措。四期项目拟在绍兴建设一条月产能5万片的12英寸数模混合芯片生产线,总投资约200亿元,其中公司出资30.12亿元,持股25.1%。

而光互连涉及多种材料体系,不同材料对应不同的最优晶圆尺寸,这是由产业成熟度和成本结构决定的。在不同尺寸的产线方面,芯联集成的配置是:12英寸用于硅光和SiGe;6英寸用于化合物光芯片,包括VCSEL、InP和GaN;8英寸用于TFLN调制器和MEMS光开关,这两类工艺的产线成熟度介于两者之间,8英寸是当前的最优选择。

在光互连方面,四期项目重点布局两大工艺平台:一是55nm硅光芯片平台,面向数据中心光互连、AI集群通信和高速光模块三大应用,在一期8英寸硅光大规模扩产和三期基地12英寸90nm硅光技术的基础上,继续建设和扩大55nm硅光芯片产能;二是面向光引擎的55nmSiGe跨阻放大器和激光驱动芯片平台,覆盖高速光模块接收端和发射端的核心电芯片。这两个平台形成"硅光+配套电芯片"的协同,可以为客户提供从光接收到光发射的完整光引擎代工方案。

商用进展:从规模化量产到客户验证
芯联集成目前的光互连业务已经实现了阶段性突破,多条产品线进入量产或验证阶段。

首先,主流数据中心硅光芯片已经实现规模化稳定量产。基于其12英寸硅光工艺平台,客户的800G硅光芯片已经实现批量出货,1.6T产品也在加速导入。这是国内少数能够在12英寸产线上实现硅光芯片规模化量产的代工平台之一。

其次,基于MEMSmirror光学传感器工艺平台研发的OCS交换芯片已经通过客户验证,迈入小批量试制阶段。

第三,适配AI数据中心光模块的VCSEL芯片已经完成验证,启动小批量试制。

此外,在配套电芯片方面,芯联集成的90nm/55nmSiGe工艺平台可以支撑800G、1.6T及以上光模块中跨阻放大器和激光驱动芯片的制造需求;SOIBCD平台凭借突出的抗干扰能力与稳定性,适配光通信领域高压、高精度、高集成度的光路控制芯片开发;BCD高性能电阻工艺具备优秀的低噪声优势,可满足光通信运算放大芯片的需求。这些电芯片工艺与硅光平台形成协同,构成了完整的光引擎代工能力。
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