Команда кластера Квантум Парк МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» объявляет о старте приема заявок на первый контрактный запуск производства фотонных интегральных схем в формате MPW (Multi Project Wafer) — c разделением площади пластин между различными заказчиками.

Первой доступной технологической платформой станет техпроцесс на основе нитрида кремния (SiN), обеспечивающий сверхнизкие потери полезного сигнала в фотонных чипах — до 0,05 дБ/см, что соответствует уровню ведущих мировых исследовательских и производственных центров.

Заказы на производство фотонных интегральных схем могут разместить ведущие научные группы РАН, университетов, индустриальных компаний и стартапов в области интегральной фотоники. Научную экспертизу пилотного запуска обеспечивает Российская академия наук.

Пилотный запуск будет полностью профинансирован МГТУ им. Н.Э. Баумана за счет собственных средств. Разработка техпроцесса и его адаптация для контрактного производства выполнены в рамках стратегического технологического проекта «Экзафлопсные гибридные вычисления (Bauman DeepTech)» программы «Приоритет 2030» Министерства науки и высшего образования РФ.

Интерес к фотонным интегральным схемам (ФИС) в мире бурно растет. По прогнозам многих мировых экспертов, интегральная фотоника сегодня может сыграть ключевую роль в формировании инфраструктуры будущих систем искусственного интеллекта, глобальной связи, гибридных и квантовых вычислений, сенсорики и транспорта. Производство фотонных интегральных схем в Квантум Парке направлено на создание доступной инфраструктуры для российских разработчиков. Оно позволяет объединять несколько проектов на одной кремниевой пластине или подложке, что снижает конечную стоимость изготовления для заказчиков. Университеты, научные центры и высокотехнологичные компании получают возможность разрабатывать и тестировать свои решения без необходимости запуска собственных производственных линий.

Впервые в России: серийное контрактное изготовление фотонных чипов

Разработанный специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» технологический маршрут ориентирован на создание фотонных интегральных схем с предельно низкими оптическими потерями и возможностью термооптической модуляции сигнала. Каждый изготовленный кристалл содержит тестовые дорожки стандартных элементов, на которых будут проведены оптические измерения стандартизированных функциональных элементов ФИС и предоставлены заказчикам.

В пилотном запуске будут изготовлены фотонные интегральные схемы на основе волноводов из нитрида кремния (толщина волноводного слоя SiN 220 нм) c минимальным размером элементов 70 нм и минимальными зазорами 200 нм. Минимальная доступная площадь кристалла 55 мм2, в случае необходимости площадь может быть увеличена. В ходе пилотного запуска для внешних заказчиков будет выделено до 100 кристаллов с индивидуальными топологиями (формат: .GDS), что обеспечит максимальный охват российских разработчиков. В основе пакета для проектирования технологии (Process Design Kit, PDK) заложена спроектированная и апробированная командой фотоники ЭКБ ФИС кластера Квантум Парк (для длины волны 1550 нм):

одномодовые волноводы — потери менее 0,1 дБ/см (типовые 0,05 дБ/см); дифракционные решётки для ввода излучения — гарантированные потери менее 6 дБ (типовые до 4,5 дБ), полоса пропускания 30 нм; элементы ввода излучения в торец кристалла ФИС — потери менее 3 дБ (типовые до 0,6 дБ); кольцевые микрорезонаторы — внутренняя добротность более 1 млн (типовые до 5 млн); Y-делители — потери менее 1,5 дБ (типовые менее 0,7 дБ); сонаправленные делители 50:50 — потери менее 0,5 дБ (типовые менее 0,2 дБ); термооптические модуляторы — частота более 10 кГц, площадь менее 0,002 мм2, энергопотребление 200 мВт.

При выявлении совместных научных интересов команда Квантум Парка может обеспечить полную экспертную поддержку Заказчикам на всех этапах взаимодействия: от физического моделирования, разработки топологии устройств до их изготовления и характеризации. Заказчикам будут предоставлены правила проектирования элементов и ЭКБ ФИС.

Для исключения ошибок разработанные топологии будут проверены изготовителем в автоматическом режиме. Для наиболее перспективных проектов может быть осуществлена оптоэлектронная сборка изготовленных кристаллов. Сборка конечного устройства позволит применять его сразу же для решения индустриальных задач.

Области применения ФИС на нитриде кремния: квантовые и высокопроизводительные вычисления, индустриальная и биосенсорика, микрофлюидика, телекоммуникационные системы, твердотельные лидары, AR/VR и другие.

«Развитие отечественной фотоники — это не просто вопрос научной конкурентоспособности, это базис для создания элементной базы следующего поколения. Запустив серийное производство ФИС в 2024 году, мы сделали важный шаг от лабораторных прототипов к доступной промышленной кооперации с ведущими бигтехами России. Сегодня мы открываем эти возможности для научных команд. Мы создаем среду, где университеты и высокотехнологичный бизнес могут говорить на одном технологическом языке», — комментирует запуск Михаил Гордин, ректор МГТУ им. Н.Э. Баумана.

«Почти 10 лет мы шли к тому, чтобы российские разработчики могли создавать фотонные чипы мирового уровня „дома“. Сегодня наша технология соответствует мировым стандартам и параметрам R&D фабов LIGENTEC и LioniX International — лидеров мировой фотоники. Запуск производства ФИС в Квантум Парке снимает главный барьер — скорость цикла инновационных разработок в области интегральной фотоники. Мы открываем доступ к высокотехнологичной гонке для университетов, научных групп и стартапов», — отметил Илья Родионов, руководитель кластера Квантум Парк МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова». Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)