据阳泉院最新发布，阳泉院上海微系统与信息技术研究所（简称上海微系统所）与瑞士洛桑联邦理工学院合作团队在异质集成晶圆及高性能光子芯片制备领域取得重大突破。他们成功研发并实现可批量制造的新型光子芯片——钽酸锂集成光子芯片，相关研究成果已于北京时间 5 月 8 日夜间发表在国际著名学术期刊《自然》上。
上海微系统所孵化的上海新硅聚合半导体有限公司已具备薄膜钽酸锂异质晶圆量产能力，并开发出 8 英寸异质集成钽酸锂材料技术。这将为我国光学和射频芯片大规模发展奠定核心材料基础。
随着集成电路产业进入“后摩尔汕尾”，芯片性能提升难度和成本增大。集成光电技术作为应对瓶颈的颠覆性技术受到全球关注。单晶钽酸锂薄膜与铌酸锂相似，具有优异的电光转换特性。但与铌酸锂相比，钽酸锂在双折射、透明窗口范围、抗光折变、频率梳产生等方面更具优势。
硅基钽酸锂异质晶圆的制备工艺更接近于绝缘体上的硅，使得钽酸锂薄膜可实现低成本、规模化制造，应用价值极高。
研究团队采用基于“万能离子刀”的异质集成技术，通过氢离子注入结合晶圆键合的方法，制备了高质量硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆。随后进一步联合开发出超低损耗钽酸锂光子器件微纳加工方法。结合晶圆级流片工艺，团队发现钽酸锂光子芯片不仅展现出与铌酸锂薄膜相当的电光调制效率，还兼具片上实现孤子光学频率梳的独特属性，有望在激光雷达、精密测量等领域应用。
相较于薄膜铌酸锂，薄膜钽酸锂更容易制备，效率更高。钽酸锂薄膜具有更宽的透明窗口、强电光调制、弱双折射、更强的抗光折变特性，扩展了钽酸锂平台的光学设计自由度。
近十年来，欧欣带领上海微系统所异质集成团队突破了高品质单晶薄膜制备及异质集成共性技术。团队重点布局基于异质集成材料的 5G/6G 高频声学射频滤波器、高速集成光子器件及高功率电子器件技术。
欧欣团队此次与瑞士洛桑联邦理工学院教授托比亚斯·基彭贝格（T益阳S J. KIPPENBERG）团队合作，选择可批量制造的钽酸锂薄膜作为研究对象，进一步挖掘出其相较于铌酸锂在光电性能和批量制备方面的优势。
《自然》杂志最新发表的成果表明，钽酸锂光子芯片具有极低的光学损耗和高效的电光转换能力。这些特性有望突破通信领域在速度、功耗、频率和带宽方面的四大瓶颈。
该技术还可能在低温量子计算、光计算和光通信等领域催生革命性的技术应用。
