数字光芯片联合实验室部分工作人员。
4800万像素数字光场芯片及部分控制电路。
4800万像素LCoS底层CMOS集成电路晶圆。
实验室成员在工作。
数字光芯片联合实验室。
数字光芯片联合实验室万级无尘超净间。
南都讯 9月5日，五邑大学参与研发的4800万像素硅基液晶数字光场芯片在2020中国国际服务贸易交易会首发，并被评为“科技创新服务示范案例”。
这是我国首颗工业数字光场芯片，以4800万个光场像素创造了硅基液晶芯片分辨率新的世界纪录，也标志着我国数字光场芯片技术进入了全新的发展阶段。
4800万像素硅基液晶数字光场芯片的发布，意味着成立只有一年多的五邑大学-中国科学院半导体研究所数字光芯片联合实验室在造“芯”之路上，首战告捷，未来可期。
9月9日，南都记者走进五邑大学-中国科学院半导体研究所数字光芯片联合实验室，采访团队成员，深入了解研发背后的故事。
自主研发 解决“卡脖子技术”
五邑大学-中国科学院半导体研究所数字光芯片联合实验室位于五邑大学北主楼17层，走进实验室，团队成员都在桌前忙着自己的工作，安静、有序。
在实验室，五邑大学智能制造学部部长张昕教授向南都记者讲述数字光场芯片研发背后的故事。张昕说，目前我国的民用数字光场芯片99%来源于进口，工业数字光场芯片100%依赖于美国进口，相关产业的发展受制于人，这不仅是我国产业发展面临的困境，也是技术研发团队需要攻克的难关。半导体芯片技术几乎由美国公司垄断，也就是我们通常所说的“卡脖子技术”。因此，在基础技术的探索方面，这是一个开拓性的工作。
“尤其在一些技术细节上，我们完全要自己进行探索，没有什么可以借鉴的。”张昕说。虽然国内的一些单位已经积累了相关知识和经验，但是还没有一个成型的技术，联合实验室的研发团队要做的是攻克关键技术，实现自主研发。
“4800万像素数字硅基液晶数字光场芯片（LCoS）的成功研发，代表我国数字光场芯片技术进入了全新的发展阶段，也意味着五邑大学持续为智能制造产业提供底层芯片核心技术的目标更进一步。”张昕说。
整合国内外资源 助力湾区智造产业升级
谈及未来的研发方向以及产业化规划，张昕表示已经有了下一步的计划。首先，依托五邑大学—中科院半导体研究所“数字光芯片联合实验室”，整合国内、国际的科研资源和力量来对这一领域进行攻关，“在底层技术上再接再厉”。利用江门及粤港澳大湾区良好的产业基础和优势，与产业发展相结合，促进成熟技术的产业化，“把我们的科研成果转化为产业的优势，助力江门、大湾区智能制造的产业升级”。
其次，团队要走国内外路线，通过各个方面的联合整合国内外资源。为此，五邑大学邀请了拥有33年芯片设计经验的荷兰籍专家Paul Gradenulitz（中文名：诚保罗）到联合实验室，借助他丰富的芯片设计经验，实现芯片技术开发的长远发展。
Paul表示：“希望在研发过程中把多年的经验奉献出来，并传授给更多的学生”。谈及接下来打算开发的技术比较高、结构比较复杂的一个芯片，Paul教授从容地说：“这是一个挑战，但是我喜欢接受挑战”。
五邑大学非常重视集成电路人才的培养，将来微电子技术集成电路方面的专业在本科生层次准备招收至少两个班，以满足大湾区及江门市对于半导体产业人才的需求。至今年年底，联合实验室的研发团队将会达到三十人，学生队伍将会达到五十人。
“未来，五邑大学将继续加大对上游核心技术的研发投入，助力我国芯片产业在特定细分领域的自主可控。”张昕说：“我们将通过突破点申发开来，实现技术层面的更深入，应用层面的更广泛”。
投资3000多万建设实验室
据数字光芯片联合实验室李星星博士介绍，整个实验室将投入3000多万元，目前已经投入1000多万元。
南都记者参观了联合实验室内的部分仪器设备。同时，李星星向南都记者详细介绍了超高真空三靶磁控溅射仪和化学气相沉积系统的工作原理和用途。在半导体材料研究领域，可以利用磁控溅射进行半导体薄膜的外延生长和多种半导体薄膜的外延集成，研究半导体材料的光、电、磁等性质。
而化学气相沉积是一种在高温下利用热能进行热分解和热化合的沉积技术。利用该技术可以进行多种二维半导体材料的制备研究和以及二维半导体光电器件研制工作。
数字光场芯片应用广泛
数字光场芯片技术的突破实现了技术上的转变，对曝光率的提升以及曝光面积的增加有着巨大的意义，应用领域也越广泛。据张昕教授介绍，在民用领域主要应用于：电影、投影仪、激光电视、智能车灯、虚拟现实、印刷打印等；在工业领域主要应用于：光固化3D打印、PCB电路板曝光、芯片光刻等领域。数字光场芯片技术是上述行业的上游核心技术，其发展水平直接决定了下游产业的技术发展水平。
小资料
什么是数字光场芯片？
数字光场芯片（Digital Optical-Field Chip）是可通过计算机数字信号控制形成任意光场图形的芯片的统称。可以帮助人类通过信息技术实现任意所需的光场。
价值
数字光场芯片可获得更高成像精度和更大曝光面积
4800万像素数字硅基液晶数字光场芯片（LCoS）创造了硅基液晶芯片分辨率世界新纪录，将原硅基液晶芯片单芯片分辨率由983万像素提高了4.8倍至4800万像素，这意味着可以获得更高的成像精度和更大的曝光面积，具有巨大的技术价值和商业价值。同时，这也是我国首颗工业数字光场芯片。目前已实现了自主设计、自主流片、自主测试、自主封装、自主集成，并掌握了100%的知识产权。代表我国数字光场芯片技术进入了全新的发展阶段，逐渐从数字光场芯片这一细分领域的技术追随者变为技术引领者。
由于数字光场芯片相关应用技术涉及的产业链很长，为了整合利用更多的科研资源，实现集团作战，五邑大学携手中科院半导体研究所共建“数字光芯片联合实验室”。并以实验室为基地，共同开发前沿基础性科研工作和人才培养。
此次数字光场芯片就是以五邑大学—中国科学院“数字光芯片联合实验室”为龙头，联合中国科学院微电子研究所、半导体研究所、长春光学精密机械与物理研究所以及北京数字光芯科技有限公司等多个科研团队进行研究与开发的。据了解，在此次的数字光场芯片研发过程中，五邑大学主要负责半导体材料开发、芯片测试、芯片驱动硬件设计及驱动软件开发工作。在开发过程中，开发出了高通量视频信号并行输入系统的硬件与软件系统。
携手
五邑大学-中国科学院半导体研究所数字光芯片联合实验室
2019年3月11日五邑大学-中国科学院“数字光芯片联合实验室”签约暨揭牌仪式在北京举行。
联合实验室成立一年以来，形成了20余人的研究团队，其中全职教授5人，引入兼职教授8人，研究生10人。并与中国科学院微电子研究所、中国科学院半导体研究所、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、清华大学、福州大学等国内知名高校建立了实质性的科研合作。
目前实验室已完成一期建设工作，实验室总面积1000平米，其中万级无尘实验室200平米、材料开发实验室200平米、系统应用开发实验室400平米，办公室200平米。
采写/摄影：南都记者 严亮 实习生 黄诗淇 通讯员 江逸轩
