6月25日下午，2024年度陳嘉庚科學獎和陳嘉庚青年科學獎頒獎儀式在中國科學院第二十一次院士大會上舉行。中國科學院院士、江蘇省光電技術創新中心主任祝世寧院士與國防科技大學徐平研究員的“鈮酸鋰光子芯片”項目獲得本年度陳嘉庚科學獎“技術科學獎”。
該項目在單個鈮酸鋰晶片上集成了糾纏光源、電光調制器、波導分束等多種功能器件，實現了片上光量子態的高效產生和高速操控。目前，祝世寧院士團隊的鈮酸鋰光子芯片技術已在南京市江北新區落地轉化。
作為南京市江北新區重點打造的產業“強引擎”之一，近年來，集成電路一體化鏈式效應初顯，集聚上下游企業超500家，已形成涵蓋設計制造、封裝測試、裝備材料等各環節全產業鏈格局。
由研到產，“追光”前沿尖端技術
光電產業將光子學、電子學、信息學等技術相融合，是新質生產力的代表，也是我國有條件率先實現突破的高新技術產業。
走進南智先進光電集成技術研究院的廠房，透過參觀通道，記者看到了這條于今年4月啟動的鈮酸鋰光子芯片產線。5000平方米超凈間、配備3.5億元規模設備、月產能1000片晶圓……“這是團隊從研到產，很關鍵的一條產線。”祝世寧評價道。
據介紹，新產線具備光刻、刻蝕、鍍膜、研拋、濕法等系列核心技術工藝。時隔兩個月，晶圓級薄膜鈮酸鋰器件工藝開發包1.0版正式發布，標志該條產線具備標準化代工流片能力。
南智光電是祝世寧院士團隊于2018年在江北新區創建的研發機構，并負責運營江蘇省光電技術創新中心，曾拿下業內多個“首個”“首次”。例如，成功生產出世界上首個8英寸光學級鈮酸鋰晶棒，研制首枚高速調制光量子芯片，完成4英寸薄膜鈮酸鋰工藝開發……
堅持按照市場化模式運行，如今，南智光電先后服務了各類客戶300余家，支撐20余個高校院所創新團隊，為新區培育和集聚光電領域高科技企業40余家。
引領EDA核心工具“零的突破”
5月28日，數字實現EDA先進解決方案供應商芯行紀科技有限公司宣布完成數億元B輪融資，這是公司成立以來第五輪融資。
頻頻收獲資本加碼絕非偶然，在落地新區3年多的時間內，芯行紀研發了智能布局工具、數字實現布局布線工具等多款數字實現EDA工具，并已實現廣泛商用。
“對于一個要攻克硬科技難關的企業來說，3年多的時間其實是個很短的周期，很欣喜地看到我們的產品在頭部芯片設計企業和制造企業中被逐步使用和認可。”芯行紀董事長兼總經理施海勇感慨，芯行紀不斷加強研發科技成果的積累，目前擁有員工約250人，其中產品研發和技術支持員工占比達88%。
指甲大小的芯片中容納著數百億個晶體管，要實現這些納米級元件的排布，就離不開EDA（電子設計自動化）工具。如果將芯片誕生過程想象成在建造一座復雜的建筑物，那么芯行紀所承擔的工序，正是具體施工環節，即將芯片設計轉化為實際的物理版圖。
記者了解到，布局布線是數字后端EDA領域最為核心的基礎性工具，在此之前，全世界只有3家EDA公司擁有該項技術。去年11月，芯行紀發布數字實現布局布線工具AmazeSys，完成了我國第一款完全自主研發的布局布線工具，實現“零的突破”。
“我們花了大量時間去適配國產先進工藝，并且設定的目標一定要是全功能，不能缺失任何一個模塊。可以說AmazeSys是完全從零開始自主研發的全功能的布局布線工具，而且實現了商用。” 芯行紀資深研發副總裁丁渭濱說，這也意味著公司可以對產品做快速迭代。
近年來，江北新區在EDA領域超前布局，在數字驗證、數字實現、模擬設計等領域接連取得重大突破，產品覆蓋EDA產業全鏈條的70%，為人工智能、5G、云計算、智慧城市等集成電路相關領域的龐大芯片需求提供了保障。
從國產替代到征服海外市場
沿著集成電路產業鏈細分領域拓展，位于新區智能制造產業園的南京華易泰電子科技有限公司是一個不可忽視的存在。作為一家主營濕制程設備的企業，華易泰已連續兩年上榜我市培育獨角獸企業。
走進華易泰的無塵車間，一排排濕制程設備和一套套高純介質供給系統正在進行裝配及測試，身穿潔凈服的工程師們穿梭其間，一遍又一遍地進行測試并抓取數據，力保設備能夠在客戶端穩定運轉。
為了保證晶圓表面特性及電特性不被破壞，清潔力度和清潔強度都需要精準計算與把控。在這里，“清洗”變成了一門技術活。
和工藝品雕刻類似，芯片制造時則需要先用光“刻”出電路圖，再經過清洗工藝，才能顯示出“刻”好的內容。
長期以來，有關濕制程工藝的相關技術和設備都被國外壟斷。“我們作為買方，在價格、服務和交期方面都沒有話語權，處處受限。”由此，華易泰聯合創始人、副總經理顧志華萌發了研發國產化設備的念頭。
經過3年多發展，公司不僅完成了清洗、蝕刻、顯影等濕制程設備開發，還在自動化物料搬運系統、高純度介質系統方向取得突破，均推出了性能領先的產品。
截至目前，華易泰累計簽約訂單已超8億元，成為國內半導體和面板行業設備領域的“后起之秀”。“目前，華易泰的產品性能已經達到國際領先水平，完全可以實現國產替代，就連過去我們依賴的海外工廠，也將成為我們的客戶。”顧志華說。