“中国合伙人”致力打造首家硅光子芯片企业

一个企业只有不断创新研发才能走得更长远，只有不起眼的小创新逐步积累才有产品和品牌质的飞跃。

2009年10月，一个以研究开发高科技成果，为提升传统产业竞争力提供“光通讯造芯”技术的马尔斯公司成立，并正式成为宜宾五粮液集团旗下环球子集团公司的一员。该公司总经理李若林先生是硅谷归国博士，先后在英特尔、西数、美国芯欧科技等国际一流公司担任主任设计工程师、技术顾问、总经理等职务。

“回到中国创业缘于很多情结，和宜宾结缘更是一种缘分。”李若林说，一次偶然的机会，巧遇了时任宜宾五粮液集团公司董事长王国春。“通过接触，我们了解到四川信息产业正在迅速崛起，配套产业发展的基础比较好。五粮液更是积极为我们搭建平台，在开发光通讯中高技术，研发高附加值关键器件给予了大力支持，同时，宜宾的各级领导也都十分关心。”无论是配套产业还是发展软环境，都让几位博士心中更加坚定回国创业的信念。

在李若林的团队里，樊文峻、税永强、王江三位博士也都有着丰富的、常人难及的履历。他们都拥有一样的信念：“要做就做别人做不了的，这既是一份责任，也是一种激情。”

“我们选择辞职回国创业，几乎把所有的心血都用在了研发新产品上。”税永强博士说，他们几位博士绝大多数时候是在实验室和车间度过。短短一年时间，马尔斯公司拥有调节激光器、高功率半导体激光器、SERS生物光学检测芯片、硅基V漕芯片四种填补国内空白的独有产品，另有12种自主研发的产品，全是以芯片为核心的产品。

硅谷归来，创业并非一帆风顺。2012年初，马尔斯技术团队在一个光电器件的研发上遇到瓶颈，经过长达四五个月的反复试验，一项指标始终达不到预期标准。李若林制定的标准受到了质疑，但他选择了坚持。经过对研发方案不断的推翻重来，光电器件的指标超出了预期。

在马尔斯的员工看来，李若林对技术的要求近乎苛刻。“目前，高端的关键芯片技术掌握在国外公司手中，国内的高端器件生产受到严重制约。比如，可调激光器是当今光电器件领域的最前沿，而受制于国外关键芯片技术垄断，国内供应商根本无法染指。”李若林认为，只有突破核心技术，打破国外垄断，才能打开我国光通信发展的最大瓶颈。

“如今，我们月产芯片的数量达到20万颗，光电器件模块5万只。”李若林告诉记者，公司非常注重人才的培养，全公司85名员工中，清一色是本科以上学历，其中专业的研发团队人数已达40人。核心博士团队的专业特长覆盖了光电器件核心技术的每一个环节，芯片的设计、制造、检测、器件封装、电子电路控制、软件接口等环节。正是马尔斯公司占领了人才高地，一个占地仅4000平米、成立不到四年的新公司已有了意想不到的成绩。

2012年4月，中兴通讯主动联系马尔斯，提出共同开展“新型10GB/s波长可调谐激光器”项目。波长可调谐激光器属于“十二五”国家科技计划信息技术领域中的前沿技术类领域。

在重视研发的同时，李若林博士团队深知本土化对于产业长远发展的重要性。因此，公司一方面从国内高端电子企业引进高级人才担任公司副总，一方面也从沿海电子企业生产一线引进技术能手，并破格提拔。2011年9月，马尔斯公司唯一让别的企业代工的刻蚀工艺也已实现自己生产，并开始陆续接单为国内外企业代工。

今年，李若林带领的博士团队先后成功入选四川省“百人计划”和全国“千人计划”。谈及此，李若林只是淡淡一笑，“创业的道路上难免曲折，研发人付出艰辛是义不容辞的。一个企业只有不断创新研发才能更得更长远，只有不起眼的小创新逐步积累才有产品和品牌质的飞跃。”在马尔斯公司的博士们、科研人员们为先进技术孜孜求进的故事每天都在上演。

强大的人才队伍，清晰的产品路线图，务实的研发精神，马尔斯公司在光通讯产业链整合的道路上，看重的不仅仅是眼前的市场，更重要的是未来的发展空间。如今，四位博士已将发展目标明确为“打造中国业界第一家以硅光子芯片技术为核心、具有芯片设计、生产、器件封装的垂直技术整合能力的高端光电产品生产企业。”

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英特尔成功研制硅激光器历程

英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商，它成立于1968年，具有44年产品创新和市场领导的历史。1971年，英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命，改变了整个世界。

英特尔公司，即是源于前身仙童半导体公司发展而来。仙童公司创始人威廉·肖克利是1956年诺贝尔物理学奖获得者， 因发明晶体管而改变了科技历史，获得1956年诺贝尔物理学奖。

1.创办起源

1955年，“晶体管之父”威廉·肖克利，离开贝尔实验室创建肖克利半导体实验室并吸引了许多才华横溢的年轻科学家加入，但很快，肖克利的管理方法和怪异行为引起员工的不满。其中被肖克利称为八叛逆的罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔、朱利亚斯·布兰克、尤金·克莱尔、金·赫尔尼、杰·拉斯特、谢尔顿·罗伯茨和维克多·格里尼克，联合辞职并于1957年10月共同创办了仙童半导体公司。安迪·格鲁夫于1963年在戈登·摩尔的邀请下加入了仙童半导体公司。

由于仙童半导体快速发展，导致内部组织管理与产品问题日亦失衡。1968年7月仙童半导体其中两位共同创办人罗伯特·诺伊斯、戈登·摩尔请辞，并于7月16日，以集成电路之名(integrated electronics)共同创办Intel公司。而安迪·格鲁夫也自愿跟随戈登·摩尔的脚步，成为英特尔公司第3位员工。

在安迪·格鲁夫的口述自传中表示，如果以他是公司第3位员工的角度来看，他是“英特尔创办人之一”。但若以所有权来说，因未受邀以1美元价格购股，而是首位自愿加入的员工。

2.最新混合硅激光器技术

近日，英特尔公司CTO贾斯汀(Justin Rattner)在北京举行的英特尔信息技术峰会上通过视频首次公开演示了面向数据中心、速度达100Gbps的全面集成硅光电模块的运行状况。这是全球唯一一个采用混合硅激光器的模块。贾斯汀透露，这一模块将实现量产。标志着硅光子技术的产业化取得了具有应用意义的重要突破。

所谓硅光子技术就是将光模块集成到传统的硅基芯片中，利用芯片的生产工艺和封装技术大规模生产光电模块，从而实现芯片间的光传输。它被认为将带来信息技术的又一次革命。而在这一新的技术革命浪潮中，以英特尔为代表的美国企业再一次走在了世界的前列。由于硅材料更适合电路传输而不是光波，因此通过硅产生激光尤其是连续的激光是一件非常困难的事情，要实现产业化，更需要解决一系列高难度的技术问题。

硅被广泛用于数码电子产品的大批量生产，也用于光的路由、探测、调制和放大，但它并不能有效发光。另一方面，基于磷化铟的激光器被普遍用于电信设备，但需要逐一进行组合和校准。这相对于计算机产业大批量、低成本的制造需求，仍显得过于昂贵和费时。

混合硅激光含有独特设计，当硅波导容纳和控制激光时，其采用的磷化铟材料可以产生光并把它扩大。制造这种设备的关键是用低温的氧等离子体(带电荷的氧气)在这两种材料表面都形成一层薄氧化膜(大约25个原子的厚度)。

当加热的同时在材料两侧加压，两种材料上的氧化膜就像玻璃粘合剂一样熔合，从而将两种材料熔合到一个单一芯片中。给磷化铟施加电压，它产生的光会通过这层像玻璃粘合剂一样的氧化膜进入硅片中的波导。波导容纳并控制光，形成混合硅激光。波导的设计对混合硅激光器的性能和激光的波长至关重要。

3.研制硅激光器历程

实际上，英特尔从上世纪90年代中期就开始开发硅光子技术，是全球最早开始研发硅光子技术的企业之一，但在很长一段时间内都没有太大的进展。2004年，英特尔研究人员首次展示了带宽超过1GHz的硅激光调制器，比此前硅基调制记录快了近50倍。2005年，他们才宣布开发成功全球第一套能驱动连续光波的硅组件激光技术，直到2006年才开发成功全球首个混合硅激光器。

2006年9月18日，来自英特尔公司和美国加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)的研究人员成功研发了世界上首个采用标准硅工艺制造的电力混合硅激光器(HybridSiliconLaser)。这项技术突破标志着用于未来计算机和数据中心的低成本、高带宽硅光子学设备产业化的最后障碍之一已经被解决。

研究人员已经能够将磷化铟(IndiumPhosphide)的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中。当给磷化铟施加电压的时候，光进入硅片的波导(waveguide)，产生持续的激光束，这种激光束可驱动其他的硅光子器件。这种基于硅片的激光技术可使光子学更广泛地应用于计算机中，因为采用大规模硅基制造技术能够大幅度降低成本。

“这一技术使未来的计算机内部可采用低成本、万亿比特(TB)量级的光学‘数据通路’(datapipes)，并使高性能计算应用迎来新时代，”英特尔公司光子学技术实验室总监马里奥·潘尼西亚(MarioPaniccia)指出。“尽管离商品化仍有很长距离，但我们相信数十个、甚至数百个混合硅激光器会和其它硅光子学部件一起，被集成到单一硅基芯片上去。”

“我们和英特尔公司的研究项目，充分体现了产业和学术界可以通过合作来推动科学技术的发展，”美国加州大学圣芭芭拉分校电气和计算机工程学教授约翰·鲍尔斯(JohnBowers)指出，“通过结合美国加州大学圣芭芭拉分校在磷化铟方面的专业能力和英特尔公司在硅光子方面的专业能力，我们已研发出基于键合方法的一种新结构激光器，它能够用于晶圆级、半晶圆级和芯片级的应用，同时这也是将大规模的光学器件集成到一个硅平台上的一种可能的解决方案。这是开始低成本大批量生产高集成度硅光子芯片的标志。”

随后几年，英特尔硅光子技术不断取得一些新的进展，2007年开发成功40GB/s带宽速度的硅光调制器等。2010年，英特尔宣布，开发成功集成了激光器的硅基光电数据联结系统研究原型，传输速度达50Gbps。贾斯汀在上周的演讲中介绍说，除了速度提升，英特尔还为此开发了专门的检测技术，通过光学的方法检测硅光芯片的质量。还与康宁公司合作开发了传输速度达1.6TB的全新光电线缆和连接器，从而大大加快其产业化进程。