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為我國光子集成注入強“芯”劑

  寬帶網絡已成為當今人們生活不可或缺的一部分。近年來,政府多次敦促運營商“提速降費”,然而消費者對目前的“速”和“費”仍不夠滿意。

  網絡升級成本高、難度大是運營商難提“速”、難降“費”的一大原因。我們目前使用的GPON(新一代寬帶無源光綜合接入標準)網絡無法保障實現百兆或千兆的家庭寬帶接入,從GPON升級到10GPON,運營商將面臨成本劇增、網絡受影響和投資回報率低等諸多困境。

  為減輕通訊設備商和運營商的成本壓力、加速接入網的升級換代,中科院西安光學精密機械研究所(以下簡稱西安光機所)研究員程東帶領團隊從“芯”入手,成功研發“光纖到戶網絡中的光子集成”技術,為我國光子集成產業的快速發展注入一針強“芯”劑。

 鉆技術,打破壁壘

  “我們的集成芯片集成度高、體積小,使得端口密度大幅增加,機房需要的空間只需有現在的四分之一,不僅節約了運營商的成本,也降低了功耗。”程東說。

  “如果將半導體集成電路比作‘皇冠’,光子集成芯片就好比是皇冠上的‘明珠’。”程東告訴《中國科學報》,過去幾十年,國內外主要開展的是機電一體化,隨著信息技術的發展,需要引入光子集成技術,用新材料、新理論、新工藝去突破工藝技術的局限性,真正做到光機電算一體化。

  由于光子集成芯片行業屬于高技術密集型行業,具有極高的技術壁壘和復雜的工藝流程,研發周期長、投入大,讓國內諸多企業望而卻步。程東透露,團隊研發的高集成度Combo PON光收發器件,使用的是擁有自主知識產權的芯片,技術先進、性價比高,打破了國外廠家在光收發器件中光子集成技術的壁壘,填補了國內在接入網絡中光子集成領域方面的空白。

  然而,研發過程談何容易。“對于芯片而言,其可生產性要求產品同時滿足高良率、高日產出率和低成本等條件,樣品的工藝遠不能滿足生產的要求。”為解決產品的工藝問題,程東帶領團隊開展了近3年的技術攻關,“整個工藝的過程要逐步分解,每分解一步,就要開展2000小時的可靠性驗證,這是一個龐大的系統工程。”

  “即使產品滿足了供貨要求,我們仍要不斷優化使其更完美。”程東對產品的要求非常苛刻,“能用就行”在他這里根本行不通。他認為中國要從制造大國變成制造強國必須要有工匠精神,要拒絕“差不多主義”。

 轉思路,以產帶研

  光電子集成產業被喻為“工業糧食”“電子血液”,但我國產業發展卻面臨著嚴峻的高端人才缺失窘境。2013年,應時任西安光機所所長趙衛的邀請,在國外工作生活了20年的程東選擇回國,加入西安光機所從事信息光子器件與光子集成研究。

  “我們的理念高度一致。”西安光機所“拆除墻圍”,開放辦所的模式讓程東非常欣賞。程東團隊的研究方向,也填補了西安光機所光子集成技術學科方向的空白。

  在西安光機所的支持下,2014年2月,程東團隊創立了光子集成項目的產業化公司——西安奇芯光電科技有限公司(以下簡稱奇芯光電),并入駐西安光機所孵化器。

  “我們起始資金只有200萬元,對于一個芯片行業而言是非常困難的。”程東遇到初創企業不可避免的難題——資金短缺。“公司成立第一年,我沒領一分錢工資,甚至有幾次是借錢給員工發工資。”

  在程東最困難的時候,西安光機所為他送來了“錢袋子”。“西科控股、西科天使、陜西光電子集成電路先導技術研究院給予我們很大支持。”程東說,它們不僅了解我們的行業,還為我們提供了法律、財務、人力資源、管理咨詢和培訓等全方位的支持和幫助。

  當記者問及是否想過放棄時,程東的回答很堅定:“這是一份責任,也是一種情懷。我從業30多年,希望可以趕上光子集成行業的爆發期。”

  談及科研人員從事成果轉化工作,程東認為,必須轉變思路,科研人員的思維應“轉”為產品導向思維,面向國民經濟主戰場。程東團隊研發的項目起源就是來自市場實際需求。“科研項目與市場需求結合,一是保證產品有市場,二是讓科研經費起到牽引社會資本的作用,同時,可以在很大程度上彌補科研經費的不足。”

  程東指出,中科院STS雙創引導項目就是以產業驅動帶動的科研項目,“STS項目給予的資金支持,在項目啟動初期起到了至關重要的作用,同時還拉動了社會資本的介入。”

  目前,程東團隊研發的光纖到戶的Combo PON光模塊產品正逐步完成多家行業主流企業的認證測試。該產品有望成為通信設備商和運營商的“寵兒”,帶動上下游及周邊產業升級,提升光子集成產業的總產值。

  惜人才,以心換“芯”

  程東不僅是個忙碌的科學家、企業家,還是一個“人事專家”。

  程東回國時并不是一個人,而是帶回了一支團隊,是什么讓這支團隊放棄國外穩定的工作,選擇回國從零開始呢?程東給出了答案:“我們因為共同的理念聚集在一起,希望在中國建立完整的光子集成產業生態鏈。”

  奇芯光電一半的人才,也是程東親自“挖”來的。程東表示,對待人才要引得進、留得住,讓大家干得順心。為了吸引優秀人才加入,程東常常“三顧茅廬”,“對待團隊,最重要的就是以誠相待”。

  在一次晚餐中,程東獲悉某專家從原公司辭職的消息后,立即訂了第二天最早的機票上門拜訪。最終在程東的感召下,該專家加入了其團隊。盡管這位專家后來還是因為個人原因離職,程東告訴他:“無論你何時回來,公司的大門永遠為你敞開。”最終,專家兼任了奇芯光電高級顧問,繼續為公司的發展做貢獻。

  從新材料到芯片設計、流片、封測,再到最后的高端光模塊,光電子集成芯片的產業鏈很長。為此,程東積極開展光子集成產業布局,他帶領團隊先后在珠海、寧波、深圳、成都、山東等地建立分公司、研發中心和產業基地。

  “在技術上我們精益求精,在產品上我們拒絕價格戰。”程東向記者透露,公司某些產品即使價格比國外高,也深得國際市場青睞,主要是因為產品的性能好,可以降低客戶產品的綜合成本和運維成本。“維持客戶的黏性不是靠價格,而要靠產品的性能和為客戶帶來的價值。”

  程東建議優化國內設備商、運營商的采購標準,在注重價格這一核心指標之外更應注重供應商的長期培育和其所擁有技術的發展潛力。如果過分看重價格,容易引發惡性價格競爭,最終供應商不得不在材料和工藝上壓縮成本,導致產品質量和性能不佳;這有可能產生更嚴重的后果:延緩和制約尖端技術的發展和成熟,后繼乏力。

  程東透露,“未來,我們希望在中科院和各方力量支持下,建立光子集成產業生態、打造光子集成產業聯盟,建立奇芯大學,為光子集成領域儲備優秀人才。”

  (原載于《中國科學報》 2019-06-13 第6版 轉移轉化)

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