TFLN打造“光速引擎”！欧盟宣布已掌握点亮下一代光子技术的“开关”

最新推荐文章于 2025-07-03 16:32:38 发布

原创最新推荐文章于 2025-07-03 16:32:38 发布 · 548 阅读

18 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#量子计算 #量子 #人工智能

文丨浪味仙排版丨浪味仙

行业动向：2300字丨5分钟阅读

摘要

在一场关乎未来科技主导权的全球竞赛中，欧洲迈出了决定性的一步。

由欧盟资助的 ELENA 项目近日宣布取得历史性成就：成功打造出首个完全由欧洲本土掌控的“绝缘体上铌酸锂”（LNOI）光子技术平台。

这一突破不仅攻克了下一代光子芯片的关键材料与制造技术，更标志着欧洲在半导体这一战略核心领域，实现了从依赖进口到自主可控的重大转变。

打破战略瓶颈

光子集成电路（PIC），即光子芯片，是驱动未来高速通信、量子计算和先进传感等技术的“引擎”。而在众多材料中，薄膜铌酸锂（TFLN）因其无与伦比的电光、非线性光学等特性，被公认为是制造顶级性能光子芯片的“黄金材料”：它能以极低功耗和极高速度处理光信号，是实现技术代际跨越的关键。

然而，在 ELENA 项目之前，整个欧洲乃至全球的 LNOI（Lithium Niobate on Insulator,中文常译为“绝缘体上铌酸锂”或“LNOI 衬底”）技术生态都面临着严重的“卡脖子”困境：高性能 LNOI 晶圆的商业化供应，长期依赖一家非欧盟企业。同时，全球范围内也缺乏能够将这项先进技术进行规模化量产的开放式晶圆厂。这种供应链的脆弱性，极大地限制了欧洲在光子技术领域的创新步伐和产业安全。

ELENA 项目正是为了直面这一挑战而生。这项耗资 500 万欧元、历时 42 个月的计划，汇聚了欧洲 10 家顶尖的科研机构与企业，旨在打通从衬底材料、芯片设计、规模制造到封装测试的全产业链条，其关键成果包括首个适用于 LNOI 平台的工艺设计套件（PDK），以及推动 TFLN 技术从研究阶段迈向商业化生产的晶圆厂兼容工艺的进展。

据外媒报道，团队已成功研发出首批完全由欧洲制造、用于光子集成电路（PIC）的铌酸锂绝缘体上（LNOI）衬底，标志着欧洲薄膜铌酸锂（TFLN）技术供应链的正式建立。

欧洲首个完整 TFLN 生态系统诞生

ELENA 项目的成功，体现在两大里程碑式的成果上，它们共同构成了欧洲自主的 TFLN 光子技术生态系统：

材料端：法国半导体材料生产商 SOITEC、欧洲三大微电子研究所之一的 CEA-Leti 等机构作为项目合作伙伴，联手成功开发并推动了欧洲首个商业化的 LNOI 晶圆供应体系。这意味着欧洲的企业和研究机构，从此可以使用本土生产的高质量核心材料，为技术创新提供了坚实的基础。

1、https://www.semiconductorpackagingnews.com/uploads/2/ELENA_Results_FINAL_20-06-25.pdf

2、http://njrb.njdaily.cn/html/2025-04/24/content_57_205185.htm

ELENA 项目的成功，是欧洲协同创新的典范，不仅为欧盟带来了技术上的突破，更重要的是建立了一个充满活力的产业生态。

随着欧洲本土 LNOI 平台的成熟和壮大，一个由光子技术驱动的创新新纪元正在欧洲大陆拉开序幕，为未来欧洲在全球科技竞赛中赢得战略自主权奠定了坚实基础，更为全球加速布局下一代高速通信、量子信息、智能感知等关键领域提供了强有力的技术支撑与合作范式。

Reference：

制造端：作为项目核心机构，瑞士电子与微技术中心（CSEM）迈出了产业化的关键一步：不仅在其认证的洁净室内建立了欧洲首家开放准入的 LNOI 光子芯片晶圆厂，还为此专门成立了子公司 CCRAFT，以商业化模式运营并推动大规模生产。CCRAFT 将基于 150 毫米标准晶圆进行工业化生产，其发展蓝图直指年产数百万颗 TFLN 芯片，这将彻底填补欧洲在高端光子芯片量产能力上的空白。

用于下一代光子电路的LNOI平台

图片来源：ELENA

“CCRAFT 在价值链中占据着独一无二的核心地位，因为它提供了真正具备量产能力的服务，这是当前供应链中极其稀缺的一环。”ELENA 项目经理兼 CCRAFT 首席执行官 Hamed Sattari 强调：“我们的目标是巩固欧洲在全球光子芯片制造领域的领导地位。”

这样的“追光”故事，国内同样也在精彩上演。去年 4 月，由南京大学和南京市双一流共建的重点新型研发机构——南智光电，已启动首条“薄膜铌酸锂 + X”异质集成光子芯片产线。值得一提的是，南智光电还是国内首个实现 8 英寸铌酸锂光子芯片流片的企业，并发布了国内首个晶圆级铌酸锂光子芯片 PDK（标准工艺包）。据了解，目前该产线已实现 8 英寸薄膜铌酸锂晶圆稳定代工流片，月产能可达 1000 片晶圆，是我国在薄膜铌酸锂光子芯片产业化上的一大重要进展。此外，凭借技术创新和成本优势，济南晶正电子科技有限公司近年来也被视为打破 LNOI 旧格局的“后起之秀”。

综上不难看出，全球 LNOI 市场正迎来更加多元化和竞争激烈的全新格局。

03

广阔前景：从量子计算到高速通信

从实际情况来看，LNOI 平台的强大能力并非纸上谈兵，ELENA 项目通过开发四款面向前沿领域的示范芯片，有力地证明了其技术的前瞻性和实用性：
在电信与数据中心领域：项目展示了支持超过 400 Gbit/s 传输速率的高速调制器。随着人工智能和大数据流量的爆炸式增长，这类高速、低功耗的芯片将是下一代数据中心和光通信网络的基石。
在方兴未艾的量子技术领域：该平台能够制造用于离子俘获、光学原子钟和纠缠光子生成的精密芯片，为欧洲在激烈的量子计算竞赛中提供强大的硬件支持。
在对精度要求严苛的航天与传感市场：项目开发出适用于卫星通信的轻量化、低功耗光子芯片，以及用于自动驾驶、医疗诊断和环境监测的紧凑高效型激光雷达（LiDAR）系统，展现了巨大的商业潜力。