蛰伏十年，西安跑出一匹“光芯片”黑马

在大模型汹涌袭来这几年，开发者对芯片性能迸发出了前所未有的需求。从过去只追求单芯片性能提升，到现在向系统挖掘潜力。围绕着AI Infra，产业界正在围绕芯片、连接和系统以前所未有的速度全面升级改造。

也正是这股浪潮，促使面世已久的“光芯片”，迅速跑到了台前。和我们熟悉的芯片不一样，光芯片具备更高的带宽、更低的损耗以及更强的并行能力，能在片上、计算和互联上给芯片和系统带来颠覆。

围绕着这些需求，我们首先就要解决一个问题，那就是如何制造出“光芯片”。

和CMOS芯片一样，光芯片也存在Fabless和IDM两种商业模式。前者以博通（Broadcom）、Marvell和Lightmatter 等设计企业为代表，主要负责光芯片架构设计、功能定义以及与系统厂商协同开发；后者则以Lumentum和Coherent为代表，这类企业不仅掌握光芯片设计能力，同时拥有从外延生长、晶圆制造、芯片加工到封装测试的完整产业链能力。

同CMOS芯片的标准化工艺不同，光芯片需要更多的定制化工艺，需要晶圆厂配合光芯片设计进行工艺定制化开发，正因如此，市场上也需要有相应的专业光芯片Foundry为之提供服务。具体到国内市场，这个问题就尤为严峻，其面临的挑战不容忽视。陕西光电子先导院科技有限公司（以下简称“光电子先导院”）副总经理付鹏告诉半导体行业观察。

从付鹏的介绍我们得知，当前国内光子芯片产线分为四类，定位差异巨大：

1、商业化量产代工厂：主要是电芯片的量产代工厂，分享一部分产能承接大批量的基于标准化工艺的光芯片量产订单，很难接纳高校、初创团队小批量定制化的研发订单需求；

2、大型集团自有内部产线：主要服务企业内部研发，不对外开放；

3、共享服务平台：主要是大学、研究院所的研发实验室，对外共享使用，这类平台工艺重复性较差，只能支撑研发流片；

4、中试平台：共性技术和工艺平台，中小初创企业、行业研发团队的面向产品化、小批量的工艺平台。

虽然目前国内多地在建光子产线，但绝大多数聚焦后端量产环节，适合前端工艺预研、材料适配、小批量验证的中试平台资源全面短缺；同时海外光子代工交付周期拉长、沟通与综合成本持续走高，这就让国产光芯片的发展难上加难。

付鹏以广泛应用的硅光工艺举例说，因为和通用CMOS设备通用，国内在这条赛道无论设备和基础材料基本都能实现配套。但付鹏同时也指出，国内光芯片依然面临两大短板：一是面向研发和小批量中试生产的中试工艺平台不足；二是硅光、异质集成领域高端技术人才缺口很大。

“一方面，现在国内新建硅光产线基本对标以色列Tower半导体，定位纯量产工厂，只做大批量代工，但大多还处在工艺迭代研发阶段，距离成熟量产还有一段追赶空间；另一方面，在对芯片前期研发非常重要的小批量中试公共载体方面，国内还十分稀缺；再者，硅光赛道去年才迎来行业爆发，相关从业人员储备严重不足。”付鹏表示。

在过往，光芯片需求还没有爆发的时候，无论是借助海外平台，还是转到国内其他平台，用九个月以上的时间去完成流片，也能让开发者勉强接受。但在进入现在的新增长周期，这样的流片周期显然是不满足产品开发需求的。

于是，深耕多年的陕西光电子先导院科技有限公司正在加大投入，力争成为国产光芯片破局的一个重要赋能者。

可以肯定的是，在十年前成立光电子先导院的时候，光芯片还是一个相对冷门的赛道。那个阶段面临的最大挑战并不是技术没有价值，而是应用场景和商业规模尚未完全释放。但光电子先导院的创始团队义无反顾地投身其中。

“我们当时创办这个平台，核心就是解决光芯片创业团队无处流片的难题”，陕西光电子先导院科技有限公司董事长曹慧涛告诉半导体行业观察。他指出，光电子先导院成立的2015年有两大核心时代背景：一是国内集成电路进口规模已经达到石油进口额的两倍，这是客观行业现状。二是当年习近平总书记视察西安光机所时强调：“核心技术靠化缘是要不来的，必须自力更生。”

从光芯片产业的国产现状看来，如上所述，打造一个光电子先导院也是刻不容缓。

曹慧涛回忆道，那时候国内大厂只做大批量量产，不承接小批量中试研发，研发团队只能去新加坡、中国台湾、欧美等地做中试，流程繁琐、效率很低；国内部分高校虽有相关设备，但设备偏向基础科研，加工出来的样品很难对接企业端验证。就算完成试验，后续转量产时工艺也很难定型；此外动辄上亿的资金门槛极，也让不少初创团队放弃自建晶圆厂这条路，这就导致大批早期项目举步维艰。

有见及此，光电子先导院在2015年正式成立。

谈及光电子先导院的目标，曹慧涛表示，公司是通过打造“1+N”柔性工程平台模式，以6英寸VCSEL、8英寸硅光为两大核心工艺平台，同时布局硅透镜、Micro LED等特色工艺平台，针对性解决光电子行业“建不起产线、验证难、产能受限、市场风险高”四大痛点，助力光芯片设计企业、科研团队低成本完成芯片研发、样品验证、中小批量试制，规避重资产投资带来的资金与迭代速度慢带来的市场双重压力。

朝着这个目标，先导院从收购西安当时的一家台资LED企业的4英寸产线起步，迄今已经打造起6英寸化合物光电芯片与8英寸硅光芯片两大核心中试平台。其中，6英寸光电芯片中试线于2023年正式通线运营，已为80余家客户提供全流程技术服务；另一条是西北地区首条8英寸硅光中试线于2025年实现工艺通线，正加速推进有源硅光工艺平台研发，推动核心工艺向标准化、规模化应用升级。基于这些中试线，光电子先导院迄今已累计发布20余款工艺PDK，服务超150余家光芯片客户。

尤其是最近几年，伴随光芯片的迅速崛起，光电子先导院更是进展神速。

据陕西光电子先导院科技有限公司副总经理张晓雷透露，伴随光模块需求激增，光电子先导院业务量暴涨。今年前三个月的合作需求，已经超过了去年全年总量。“尽管8英寸硅光平台完整PDK尚未正式发布，行业需求已经提前爆发。目前已有十余家企业主动开展联合开发，甚至绕过传统等待PDK发布后的流程，以深度定制开发的合作模式抢先布局。这反映出市场对硅光技术的迫切需求，以及AI时代下光互连产业正在加速升温。”张晓雷接着说。

“除了通过直接代工和中试服务上百家企业，作为国家级中试平台，我们还有一项很重要的职能，就是为国产设备、国产材料提供试验验证”，曹慧涛告诉半导体行业观察。

正是因为如此重要的价值，陕西光电子先导院科技有限公司在此前完成了新一轮融资，引入陕西西安国资国企综合改革试验基金(有限合伙、国开科技创业投资有限责任公司、中科创星科技投资有限公司三家头部硬科技投资机构与产业资本增资。为进一步巩固公司在光子集成中试、科技成果转化领域的领先地位提供了可靠的支持，夯实了陕西千亿级光子产业集群的核心支点。

站在这个新起点，光电子先导院制定了新目标。

在问到和其他产线有何不同时，该公司总经理杨军红表示，

陕西光电子先导院的核心优势，在于围绕光子芯片产业形成了一套长期主义的发展模式。十余年来，先导院始终聚焦光子芯片赛道，围绕创业企业和成长型项目提供持续赋能服务，并逐步建立起覆盖企业全生命周期的陪伴式服务体系。从初创阶段的设备支持、工艺研发，到中后期的中试验证和产业化推进，先导院通过完善的中试平台，为企业提供长期稳定的技术支撑。

与此同时，面对区域产业资源相对有限的挑战，先导院探索形成了“平台+基金+孵化”的特色发展模式，将产业投资、技术服务和企业培育形成闭环。通过先导基金为早期企业提供资金支持，平台承接研发流片和中试需求，企业成长后反哺基金收益，再投入平台建设，实现产业生态的良性循环。更重要的是，作为入选平台中少数依靠市场化融资、银行贷款推动建设的机构，先导院展现了对光子芯片产业长期发展的坚定信心，也验证了其市场化运营和持续发展的能力。

在这个基础上，为进一步增强竞争力，拿到本轮融资资金后光电子先导院一方面重点打磨硅光工艺，匹配800G、1.6T光模块的市场需求，推动8英寸硅光产线新工艺布局；与此同时，公司还前瞻布局异质集成技术，致力于实现不同材料在硅基底上的集成，突破单一硅基材料性能局限。

据付鹏所说，之所以做出这个决定，是公司在看到AI算力中心催生的光通信、光计算两大赛道带来的需求的同时。还看到了从1.6T、3.2T再到更高速光模块的技术迭代节奏，会对新材料新工艺提出全新要求。

基于上述见解，光电子先导院制定了“先把硅光工艺做扎实，支撑800G、1.6T产品迭代，后续再重点发力异质集成技术。锚定这个方向，公司以在未来五年以突破异质集成工艺为目标。

“在异质集成平台方面，我们计划2026年启动建设，并规划Si+化合物键合工艺”，付鹏接着说。“异质集成分两种路线：晶圆对晶圆键合技术已经成熟；芯片对晶圆键合技术相对不完善，预计2028年左右才能规模化落地，国内外研发进度基本持平。”付鹏表示。

他同时指出，异质集成并非唯一终极路线，薄膜铌酸锂、聚合物也可适配3.2T以上高速场景；薄膜铌酸锂主打单通道400G以上超高速率，适配3.2T及下一代光模块，短期成本偏高，能不能成为主流，完全取决于后续成本下探幅度。数据中心光模块需求量百万级，成本是核心竞争要素，多条技术路线会长期并行。

在杨军红看来，每次有新的技术赛道崛起，围绕其发展的配套产业服务平台也会随之不断涌现，并成为推动产业成熟的重要支撑力量。这就意味着在光子领域，未来还将诞生更多同类产业服务平台。

“对于陕西光电子先导院而言，要想长期保持行业领先地位，就需要持续迭代升级平台能力，紧跟产业演进和技术发展节奏，不断提升服务产业的核心能力，推动国家级平台这块‘金字招牌’持续焕发价值，真正做到始终‘站在光里’，与整个光子产业共同成长。”杨军红说。

点这里👆加关注，锁定更多原创内容

*免责声明：文章内容系作者个人观点，半导体芯闻转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体芯闻对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系我们。