中山光電矽光子技術紮根,協助台積電開發矽光子關鍵元件
矽光子積體電路的技術發展已是近十年來產業發展的重大研究之一,更是全世界晶圓廠發展的重點項目,包含Intel、IBM、GlobalFoundry、STMicroelectronics、TowerJazz、Samsung等世界級晶圓廠皆投入相當多的資源在開發此技術。台積電近幾年亦積極投入矽光子平台的發展,並與國際大廠Cisco旗下的矽光子團隊Luxtera合作發展矽光子製程技術,但關鍵的矽光子元件設計與量測技術仍掌握在Luxtera手中。隨著矽光子市場需求與客戶的增加,台積電研發部門開始深入了解矽光子元件的設計與量測,但由於台積電內部絕大多數的人不具備光電背景,因此開始尋求學界的協助,開啟了中山光電與台積電兩年多來的合作關係。
中山光電的矽光子技術發展最早於2012年陳永睿講座教授接任光電系主任說起,陳講座教授在中山光電任教前為美國馬里蘭大學電機與電腦工程系教授,畢身投入於陣列波導光柵元件的研究,為一國際知名的研究學者。2012年有感於全世界積極投入矽光子研究,於中山光電開始建立矽光子的研究能量,當年亦獲得全台灣第一個從事矽光子研究工作的國家型科技計畫(以矽晶光電技術製作與開發適用於大型資料中心之超高速、寬頻和低耗能之交換機),並於接下來幾年聘任洪勇智和魏嘉建博士為中山光電的專任老師,整合系上光電半導體相關老師共同發展矽光子技術並建立基礎研究設施,奠定紮實的發展基礎。
陳永睿講座教授於2015年退休後,由洪勇智老師銜接其軟硬體研究設施,繼續矽光子技術的研究,在2016年協助工研院電光所建立矽光子被動元件設計資料庫,於2017年開始與台積電矽光子研發部門合作,協助台積電開發矽光子元件資料庫,至今已完成三期的聯合開發計畫(Joint Development Project, JDP),為少數在台積電技術開發初期即投入的學術界團隊,也是除了台清交成外,少數能夠參與台積電JDP的研究團隊,更是中山大學唯一參與台積電JDP的研究團隊。
隨著雙方合作越來越緊密,學習矽光子技術之中山光電學生游佳儒(洪勇智老師指導)、黃婉柔(魏嘉建老師指導)以及劉維綱(陳永睿老師指導)先後加入台積電矽光子研發部門,並在各自的崗位上發展自己所長。值得一提的是,洪勇智老師所指導的湯承哲同學,目前為中山光電五年學碩學生,並從專題生一路追隨洪老師實驗室深入研究矽光子技術,除了獲得科技部大專生創作獎,專題期間亦參與洪老師與台積電的JDP合作計畫,於2018年暑假赴台積電矽光子研發部門實習,並在實習結束後順利獲得該部門的預聘,為國內少數能夠獲得台積電研發部門預聘的大專生。
在國際合作方面,洪勇智老師實驗室近年來與美國UCSD Prof. Y. Shaya Fainman實驗室在矽光子領域建立緊密的合作關係,並於2017和2018年暑假分別送學生游佳儒與陳宥任同學至UCSD進行暑期研究,研究成果豐碩。畢業生游佳儒同學也因為此寶貴的經驗,畢業後順利錄取台積電矽光子研發部門,繼續從事與矽光子研究相關的工作。洪老師亦於2018年和日本國立產業技術綜合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST)簽訂矽光子合作意向書,共同開發複合式矽光子元件與技術。
台灣半導體技術為高科技產業的基石,晶圓廠CMOS製程技術領先全世界,矽光子技術先天與CMOS晶圓廠製程相匹配,相當適合台灣產業界發展。科技部工程司亦於2018年推出旗艦型矽光子專案計畫,規劃四年提撥新台幣3.2億元來發展國內矽光子技術。中山光電矽光子團隊所提的計畫順利獲選,由邱逸仁老師發展整合矽光子平台光源、于欽平/洪勇智/王俊達老師發展矽光子陀螺晶片、李晁逵老師發展超低損耗光波導、魏嘉建老師發展光纖陀螺儀量測系統與雜訊降低技術、朱安國老師發展矽光子元件封裝技術,並與中科院、國家太空中心、聯亞光電、美商歐西普亞洲(MOLEX)、鴻海精密工業、科毅光電等法人與產業界共同開發單晶片矽光子光纖陀螺儀與微型化模組,預計將可應用於高端穩定平台如空拍機、無人機以及國防武器,未來商機無限。
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