当大模型参数规模持续攀升,当算力需求以前所未有的速度增长,信息系统正面临新的挑战——数据如何传得更快、算得更高效、能耗又足够低?
过去几十年,芯片性能提升主要依赖于晶体管尺寸不断缩小。而随着摩尔定律逐渐逼近物理极限,人们开始将目光投向芯片之外。光电子器件、光子集成、先进封装等技术,正成为支撑下一代信息技术发展的重要方向。从数据中心高速互联到人工智能计算,从自动驾驶到智能感知,一场围绕“光”与“芯”的技术变革正在加速展开。
6月12日,AI时代光电子器件与先进封装研讨会在甬江实验室举行。会议由甬江实验室主办、势银(TrendBank)协办,来自高校、科研院所及行业企业的专家学者齐聚一堂,围绕光互连、光子集成、异质集成与先进封装等前沿方向展开深入交流,共同探讨AI时代光电子产业的发展机遇与技术路径。
1.AI时代,“光”正在成为新的连接方式
在AI驱动算力持续跃迁的背景下,互连体系正在经历一场深刻的结构性变化。从板级互连到封装内光引擎,从铜互连到光电融合,系统对“更快、更密、更稳”的追求不断逼近材料与工艺的边界。如何突破瓶颈,成为与会专家共同关注的核心议题。
围绕这一趋势,浙江大学国际科创中心首席研究员金潮渊分享了团队在短距离光互连与硅光异质集成领域的最新研究成果。他认为,高带宽、低功耗、低时延的光互连技术已成为智能计算系统的重要基础设施,而小型化、高性能的硅基集成光源则是构建高集成度光互连系统的关键。报告中,金潮渊重点介绍了短距离光互连的发展趋势,以及硅光异质集成技术在智能计算中的应用前景,并分享了团队在激光器芯片、高速光接口及硅基量子器件等方向的探索成果。
与金潮渊关注芯片级光互连不同,北京灵熹光子科技研发总监薛锦涛则将视角进一步延伸至AI集群互联体系。他提到,AI模型规模几乎以指数级速度增长,而互连带宽提升速度却远远落后,传统光模块正逐步向共封装光学演进。薛锦涛分享了团队在微环光引擎领域的研究进展,并对CPO从实验室验证走向规模化部署所需解决的工艺与工程问题进行了展望。
苏州盛科通信科技的首席技术专家杨勇涛从网络交换架构出发,分析了智算时代数据中心面临的新挑战。他指出,在超大规模算力集群建设背景下,光互连已不仅是一项技术选择,更是支撑未来算力网络发展的必然路径。苏州奇点光子智能科技有限公司研发工程师邹放,则围绕光互联芯粒的发展趋势进行了分享,探讨AI大规模应用背景下光电融合系统面临的关键技术挑战。
不同的研究方向,不同的产业视角,却共同指向一个趋势:未来的信息系统,将越来越依赖光子技术完成高速连接与高效传输。
2.从“做芯片”到“集成系统”,先进封装成为关键赛道
如果说光互连解决的是信息如何高效流动的问题,那么先进封装关注的则是如何让越来越复杂的系统实现高效协同。
在人工智能时代,性能提升已经不再单纯依赖晶体管数量增加。芯片如何集成、如何互联、如何实现系统级优化,正在成为产业竞争的新焦点。
围绕这一议题,甬江实验室功能材料与器件异构集成研究中心主任万青分享了团队在大尺寸晶圆临时键合与精密减薄领域取得的重要进展。作为长期深耕半导体与功能材料研究的专家,万青团队近年来持续推动大尺寸功能材料晶圆加工技术创新。报告中,他介绍了团队自主研发的室温临时键合技术以及配套减薄工艺。依托相关技术,团队已实现4至12英寸硅、铌酸锂、钽酸锂、碳化硅、氧化镓等多种材料晶圆的超平整键合,并成功将部分晶圆减薄至5微米至30微米厚度。
这些看似微米级尺度的突破,却直接关系着未来光电子芯片、功率器件和先进封装系统的性能边界。随着超薄功能材料不断走向工程化应用,异质集成的空间也被进一步打开。
甬江实验室微纳平台技术负责人张瓦利,围绕当前先进封装领域最受关注的混合键合技术进行了分享。长期从事微纳制造与先进封装技术研发工作的张瓦利,带领团队建设8英寸异质集成工艺验证线,推动硅、薄膜铌酸锂(LNOI)、III-V等材料体系的异构集成研究与产业化验证。
报告中,张瓦利系统介绍了混合键合技术的发展现状与工程挑战。相比传统微凸点互连方式,混合键合具备更高互连密度、更低功耗和更优信号传输性能,被认为是实现2.5D、3D先进封装的重要技术路线。围绕介质层沉积、高精度对准、表面活化以及退火工艺等关键环节,他结合平台建设实践分享了相关思考,并指出开放共享的工艺验证平台对于推动异质异构集成规模化发展具有重要意义。
珠海硅芯科技高级产品研发工程师吴明辉从EDA工具链与STCO协同优化角度出发,探讨先进封装背景下芯片设计范式的变化;弈芯科技CEO黄继辉则围绕计算光刻技术的发展趋势,分析大模型时代光芯片制造面临的新需求与新机遇。
3. 从实验室走向产业,光电子创新生态正在形成
从材料、工艺到设计工具,先进封装正在成为连接基础研究与产业应用的重要桥梁。此外,光电子技术的应用边界也在持续拓展。
华中科技大学教授陈长清(张毅代讲)围绕深紫外LED产业化进展进行了分享围绕深紫外LED产业化进展进行了分享,系统介绍了从材料外延、芯片制备到器件封装与系统集成的全链条技术突破。相关成果已在汽车电子、智能家电、水处理及医药健康等领域实现应用示范,展现出光电子技术广阔的产业化前景。
纵观本次研讨会,无论是面向AI算力基础设施的光互连技术,还是支撑系统集成升级的先进封装工艺,抑或不断拓展应用边界的新型光电子器件,都展现出产业与科研深度融合的发展趋势。
对于甬江实验室而言,这场研讨会不仅是一次学术交流活动,更是微纳平台链接创新资源、推动协同创新而搭建的一个开放共享的交流平台。随着越来越多学术界、产业界的创新成果汇聚,一个围绕光电子器件、光子集成与先进封装构建的创新生态,正在加速形成。
在AI驱动的新一轮科技变革中,关于“光”的故事,才刚刚开始。