為了遏制中國(guó)科技發(fā)展,，近年來(lái)美國(guó)越來(lái)越多地動(dòng)用國(guó)家力量，通過(guò)各種“惡意限制”手段來(lái)維護(hù)其技術(shù)霸權(quán)的地位,。比如,，多次收緊半導(dǎo)體設(shè)備出口中國(guó)、頻繁擴(kuò)大技術(shù)出口管制清單,，以及禁止ASML向我國(guó)出售14nm及以下工藝的DUV光刻機(jī),，甚至還將魔抓伸向了華裔科學(xué)家。
然而，面對(duì)這些“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題,，中國(guó)不僅沒(méi)有選擇屈服,，反而走出了一條自己獨(dú)特的發(fā)展之路。這不,，剛剛國(guó)內(nèi)自主芯片產(chǎn)業(yè)就傳來(lái)一個(gè)好消息：9月14日晚間,，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了一項(xiàng)最新研究，中國(guó)科學(xué)家首次得到了納米級(jí)光雕刻三維結(jié)構(gòu),，在下一代光電芯片制造領(lǐng)域取得了重大突破,。
據(jù)悉，南京大學(xué)張勇,、肖敏,、祝世寧領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，發(fā)明了一種新型“非互易飛秒激光極化鐵電疇”技術(shù),，將飛秒脈沖激光聚焦于材料“鈮酸鋰”的晶體內(nèi)部,，通過(guò)控制激光移動(dòng)的方向，在晶體內(nèi)部形成有效電場(chǎng),，實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)的直寫和擦除。
這一技術(shù)的難度在于,，它突破了傳統(tǒng)飛秒激光的光衍射極限,，把光雕刻鈮酸鋰三維結(jié)構(gòu)的尺寸，從傳統(tǒng)的1μm量級(jí)（相當(dāng)于頭發(fā)絲的五十分之一）首次縮小到納米級(jí),，達(dá)到30nm,，從而大大提高了加工精度。
該研究指出,，這一重大發(fā)明未來(lái)或可開(kāi)辟光電芯片制造新賽道,，有望用于光電調(diào)制器、聲學(xué)濾波器,、非易失鐵電存儲(chǔ)器等關(guān)鍵光電器件芯片制備,，在5G/6G通訊、光計(jì)算,、人工智能等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,。
我們都知道，芯片作為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,，在軍事,、民用等各大領(lǐng)域均發(fā)揮著不可替代的重要作用。然而,，隨著集成電路的不斷發(fā)展,，傳統(tǒng)的電子集成電路在帶寬與能耗等方面逐漸逼近極限，再加上DUV/EUV光刻機(jī)的出貨受到限制。因此,，光電芯片作為全球半導(dǎo)體行業(yè)的一個(gè)重要細(xì)分賽道,，則被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是“最有希望的繼任者”。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),，光電芯片是一種高度集成的元器件,，其所集成的元件包括激光器、調(diào)制器,、耦合器,、分束器、波分復(fù)用器,、探測(cè)器等,，主要用來(lái)完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的。
從原理上看,，電子集成芯片采用電流信號(hào)來(lái)作為信息的載體,，而光電芯片則采用頻率更高的光波來(lái)作為信息載體。相較于電子集成電路或電互聯(lián)技術(shù),，光子集成電路與光互連展現(xiàn)出了更低的傳輸損耗,、更寬的傳輸帶寬、更小的時(shí)間延遲,，以及更強(qiáng)的抗電磁干擾能力,。
此外，光互聯(lián)還能通過(guò)使用多種復(fù)用方式（例如波分復(fù)用WDM,、模分互用MDM等）來(lái)提高傳輸媒質(zhì)內(nèi)的通信容量,。因此，建立在集成光路基礎(chǔ)上的片上光互聯(lián)被認(rèn)為是一種極具潛力的技術(shù),，而光電芯片則可用以克服電子傳輸所帶來(lái)的瓶頸問(wèn)題,。
據(jù)悉，為了打破美芯的限制,，華為早已將目光放在了光電芯片上,，前兩年不僅斥資10億英鎊在英國(guó)劍橋園區(qū)建設(shè)了光電研發(fā)中心，還招攬了大批國(guó)外頂尖人才為其研發(fā)光電芯片,。
此前,，華為創(chuàng)始人任正非就曾表示，光電芯片是完全可以繞開(kāi)美國(guó)技術(shù)封鎖的,。換句話說(shuō),，由于光電芯片的制造工藝不同于硅芯片，即使沒(méi)有EUV光刻機(jī),，只要我們能夠掌握這一技術(shù),，一樣可以量產(chǎn)7nm及以下的芯片,！
▲資料圖
除了光電芯片領(lǐng)域，我國(guó)科學(xué)家在量子模擬前沿領(lǐng)域也有了新的突破,。
根據(jù)《自然》當(dāng)天發(fā)表的另一項(xiàng)研究顯示,，南京大學(xué)繆峰合作團(tuán)隊(duì)通過(guò)在“原子世界搭積木”的方式，把兩個(gè)石墨烯雙原子層,，以旋轉(zhuǎn)180°+0.75°的特殊角度疊加,，并施加一個(gè)垂直電場(chǎng)，研制出了一種全新的量子材料,。同時(shí),，通過(guò)改變垂直電場(chǎng)，在國(guó)際物理學(xué)界首次觀測(cè)到了量子融化的“中間態(tài)”,，并揭示了這一量子“中間態(tài)”的演化機(jī)制,。
據(jù)悉，這一重大理論機(jī)制的創(chuàng)新成果,，未來(lái)有望用于開(kāi)發(fā)高密度集成,、高度可調(diào)和易于讀取的固體量子模擬器。例如通過(guò)模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),、化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)等復(fù)雜體系的演化,，用于類腦人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)和新藥研發(fā)等。
雖然中國(guó)面臨著很多“卡脖子”技術(shù)問(wèn)題,，但目前已有不少行業(yè)通過(guò)各項(xiàng)舉措推動(dòng)技術(shù)突破,，正在逐步彌補(bǔ)各個(gè)需要“補(bǔ)短板”、“鍛長(zhǎng)板”,、“填空白”的關(guān)鍵細(xì)分領(lǐng)域,。
相信在不久的將來(lái),，我國(guó)在集成電路,、生物醫(yī)藥、人工智能等重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)都將出現(xiàn)各種突破——中國(guó)將會(huì)在各個(gè)關(guān)鍵核心技術(shù)上有自己的“話語(yǔ)權(quán)”,！
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