據(jù)濟南日報近日報道，近年半導體產(chǎn)業(yè)科學界正在謀劃用光子芯片取代電子芯片，濟南主動布局，其最新的一項“揭榜掛帥”科研攻關項目研制成功，在全球率先研制出了12英寸(直徑300mm)的超大尺寸光學級鈮酸鋰晶體。

據(jù)悉，完成這項科研攻關的是山東恒元半導體科技有限公司，該公司成立于2021年，自成立以來，一直致力于鈮酸鋰、鉭酸鋰等光電材料、壓電材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。通過20年不間斷的探索與研究，公司團隊已擁有從晶體生長設備的設計、均勻多晶料制備、晶體生長及缺陷控制技術以及晶體后處理技術的全鏈條自主知識產(chǎn)權，掌握了大尺寸鈮酸鋰晶體生長產(chǎn)業(yè)化所需的關鍵核心技術。

經(jīng)過兩年的攻關，經(jīng)歷了數(shù)十次失敗，恒元半導體相繼攻克12英寸鈮酸鋰晶體生產(chǎn)設備的設計、晶體生長及缺陷控制、晶體后處理等全鏈條關鍵核心技術，獲得授權4項國家發(fā)明專利，終于在全球首先突破了12英寸鈮酸鋰晶體生長技術。目前，恒元半導體通過科技成果轉(zhuǎn)化，已經(jīng)開始批量生產(chǎn)6-8英寸Z軸、X軸光學級鈮酸鋰晶體。三年內(nèi)，恒元半導體計劃將晶圓年產(chǎn)量達到25萬片。

哈佛大學研究報告指出：鈮酸鋰對于光子學的意義，等同于硅對于電子學的意義。據(jù)悉，酸鋰晶體是一種具有壓電、電光、聲光及非線性光學等多種效應的多功能晶體材料，且物理化學性質(zhì)穩(wěn)定，是至今人們所發(fā)現(xiàn)的光子學性能最高、綜合指標最好的一種人工晶體，是集成光電子技術的核心基礎材料。研究表明，基于鈮酸鋰光學平臺開發(fā)出的全球領先微波光子芯片，可運用光子進行超快模擬電子信號處理及運算，比傳統(tǒng)電子處理器快1000倍，不僅能耗更低，而且應用范圍廣闊，涵蓋無線通信、高分辨率雷達、人工智能、計算機視覺、圖像/視頻處理等多個領域。

12英寸鈮酸鋰晶體研制成功，讓濟南在集成光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路上再進一步。2022年，濟南市發(fā)布《關于促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，提出2025年500億級的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標。單在集成電路產(chǎn)業(yè)的最底層，濟南有著深厚的產(chǎn)業(yè)基礎和科研能力，其代表性的企業(yè)和機構有：專注于碳化硅襯底材料的天岳先進，落地濟南不久的南砂晶圓，致力于打造“中國晶谷”的濟南晶谷研究院。

其中，由濟南市政府和山東大學共建的晶谷研究院，投資10億元，以山東大學在晶體材料與芯片源頭創(chuàng)新供給優(yōu)勢為核心，將打造“晶體材料—芯片模組—裝備應用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈，推動濟南成為具有國際影響力的新一代半導體材料與芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)基地，形成“小晶體”帶動“大產(chǎn)業(yè)”發(fā)展的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)。