集成电路产业已迈入“后摩尔时代”，面对芯片性能提升的困境和高昂成本，探索新技术路径成为当务之急。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的科研团队近期在钽酸锂异质集成晶圆及高性能光子芯片研究中取得了重大进展，开发出一种新型“光学硅”芯片，具备批量生产能力。这一成果于8日在《自然》杂志线上发表。

当前，硅光技术和薄膜铌酸锂光子技术作为集成光电技术的代表，被视为克服集成电路芯片性能提升障碍的创新手段。铌酸锂因其卓越的光电转换性能被誉为“光学硅”，并激发了国际上构建“铌酸锂谷”的构想，类似于“硅谷”的发展模式。

与备受瞩目的铌酸锂相媲美，钽酸锂同样赢得了“光学硅”的称号。论文的共同通讯作者、来自中国科学院上海微系统所的欧欣研究员指出，研究证实了单晶钽酸锂薄膜在电光转换特性上的杰出表现，某些方面超越了铌酸锂。尤为重要的是，硅基钽酸锂异质晶圆的生产工艺与现有硅晶圆技术高度兼容，意味着钽酸锂薄膜能够以更低的成本实现大规模生产，其应用潜力巨大。

科研团队利用“万能离子刀”技术，结合离子注入与晶圆键合技术，成功制备出高质量的硅基钽酸锂单晶薄膜异质晶圆。同时，与合作伙伴共同开发了超低损耗的钽酸锂光子器件微纳加工工艺，推进了钽酸锂光子芯片的研制。

欧欣强调，新研发的钽酸锂光子芯片展示出超低光学损耗和高效的电光转换能力，预示着它可能为通信领域的速度限制、能耗问题、频率瓶颈以及带宽局限提供创新解决方案，并有望在低温量子技术、光计算及光通信等多个前沿领域引发技术革命。