作者:田瑞颖 来源: 中国科学报 发布时间:2019/6/13 10:19:54
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光纤到户网络中的光子集成团队
为我国光子集成注入强“芯”剂

工程师手持自主研发的Combo PON 光收发器件。程东供图

■本报见习记者 田瑞颖

宽带网络已成为当今人们生活不可或缺的一部分。近年来,政府多次敦促运营商“提速降费”,然而消费者对目前的“速”和“费”仍不够满意。

网络升级成本高、难度大是运营商难提“速”、难降“费”的一大原因。我们目前使用的GPON(新一代宽带无源光综合接入标准)网络无法保障实现百兆或千兆的家庭宽带接入,从GPON升级到10GPON,运营商将面临成本剧增、网络受影响和投资回报率低等诸多困境。

为减轻通讯设备商和运营商的成本压力、加速接入网的升级换代,中科院西安光学精密机械研究所(以下简称西安光机所)研究员程东带领团队从“芯”入手,成功研发“光纤到户网络中的光子集成”技术,为我国光子集成产业的快速发展注入一针强“芯”剂。

钻技术,打破壁垒

“我们的集成芯片集成度高、体积小,使得端口密度大幅增加,机房需要的空间只需有现在的四分之一,不仅节约了运营商的成本,也降低了功耗。”程东说。

“如果将半导体集成电路比作‘皇冠’,光子集成芯片就好比是皇冠上的‘明珠’。”程东告诉《中国科学报》,过去几十年,国内外主要开展的是机电一体化,随着信息技术的发展,需要引入光子集成技术,用新材料、新理论、新工艺去突破工艺技术的局限性,真正做到光机电算一体化。

由于光子集成芯片行业属于高技术密集型行业,具有极高的技术壁垒和复杂的工艺流程,研发周期长、投入大,让国内诸多企业望而却步。程东透露,团队研发的高集成度Combo PON光收发器件,使用的是拥有自主知识产权的芯片,技术先进、性价比高,打破了国外厂家在光收发器件中光子集成技术的壁垒,填补了国内在接入网络中光子集成领域方面的空白。

然而,研发过程谈何容易。“对于芯片而言,其可生产性要求产品同时满足高良率、高日产出率和低成本等条件,样品的工艺远不能满足生产的要求。”为解决产品的工艺问题,程东带领团队开展了近3年的技术攻关,“整个工艺的过程要逐步分解,每分解一步,就要开展2000小时的可靠性验证,这是一个庞大的系统工程。”

“即使产品满足了供货要求,我们仍要不断优化使其更完美。”程东对产品的要求非常苛刻,“能用就行”在他这里根本行不通。他认为中国要从制造大国变成制造强国必须要有工匠精神,要拒绝“差不多主义”。

转思路,以产带研

光电子集成产业被喻为“工业粮食”“电子血液”,但我国产业发展却面临着严峻的高端人才缺失窘境。2013年,应时任西安光机所所长赵卫的邀请,在国外工作生活了20年的程东选择回国,加入西安光机所从事信息光子器件与光子集成研究。

“我们的理念高度一致。”西安光机所“拆除墙围”,开放办所的模式让程东非常欣赏。程东团队的研究方向,也填补了西安光机所光子集成技术学科方向的空白。

在西安光机所的支持下,2014年2月,程东团队创立了光子集成项目的产业化公司——西安奇芯光电科技有限公司(以下简称奇芯光电),并入驻西安光机所孵化器。

“我们起始资金只有200万元,对于一个芯片行业而言是非常困难的。”程东遇到初创企业不可避免的难题——资金短缺。“公司成立第一年,我没领一分钱工资,甚至有几次是借钱给员工发工资。”

在程东最困难的时候,西安光机所为他送来了“钱袋子”。“西科控股、西科天使、陕西光电子集成电路先导技术研究院给予我们很大支持。”程东说,它们不仅了解我们的行业,还为我们提供了法律、财务、人力资源、管理咨询和培训等全方位的支持和帮助。

当记者问及是否想过放弃时,程东的回答很坚定:“这是一份责任,也是一种情怀。我从业30多年,希望可以赶上光子集成行业的爆发期。”

谈及科研人员从事成果转化工作,程东认为,必须转变思路,科研人员的思维应“转”为产品导向思维,面向国民经济主战场。程东团队研发的项目起源就是来自市场实际需求。“科研项目与市场需求结合,一是保证产品有市场,二是让科研经费起到牵引社会资本的作用,同时,可以在很大程度上弥补科研经费的不足。”

程东指出,中科院STS双创引导项目就是以产业驱动带动的科研项目,“STS项目给予的资金支持,在项目启动初期起到了至关重要的作用,同时还拉动了社会资本的介入。”

目前,程东团队研发的光纤到户的Combo PON光模块产品正逐步完成多家行业主流企业的认证测试。该产品有望成为通信设备商和运营商的“宠儿”,带动上下游及周边产业升级,提升光子集成产业的总产值。

惜人才,以心换“芯”

程东不仅是个忙碌的科学家、企业家,还是一个“人事专家”。

程东回国时并不是一个人,而是带回了一支团队,是什么让这支团队放弃国外稳定的工作,选择回国从零开始呢?程东给出了答案:“我们因为共同的理念聚集在一起,希望在中国建立完整的光子集成产业生态链。”

奇芯光电一半的人才,也是程东亲自“挖”来的。程东表示,对待人才要引得进、留得住,让大家干得顺心。为了吸引优秀人才加入,程东常常“三顾茅庐”,“对待团队,最重要的就是以诚相待”。

在一次晚餐中,程东获悉某专家从原公司辞职的消息后,立即订了第二天最早的机票上门拜访。最终在程东的感召下,该专家加入了其团队。尽管这位专家后来还是因为个人原因离职,程东告诉他:“无论你何时回来,公司的大门永远为你敞开。”最终,专家兼任了奇芯光电高级顾问,继续为公司的发展做贡献。

从新材料到芯片设计、流片、封测,再到最后的高端光模块,光电子集成芯片的产业链很长。为此,程东积极开展光子集成产业布局,他带领团队先后在珠海、宁波、深圳、成都、山东等地建立分公司、研发中心和产业基地。

“在技术上我们精益求精,在产品上我们拒绝价格战。”程东向记者透露,公司某些产品即使价格比国外高,也深得国际市场青睐,主要是因为产品的性能好,可以降低客户产品的综合成本和运维成本。“维持客户的黏性不是靠价格,而要靠产品的性能和为客户带来的价值。”

程东建议优化国内设备商、运营商的采购标准,在注重价格这一核心指标之外更应注重供应商的长期培育和其所拥有技术的发展潜力。如果过分看重价格,容易引发恶性价格竞争,最终供应商不得不在材料和工艺上压缩成本,导致产品质量和性能不佳;这有可能产生更严重的后果:延缓和制约尖端技术的发展和成熟,后继乏力。

程东透露,“未来,我们希望在中科院和各方力量支持下,建立光子集成产业生态、打造光子集成产业联盟,建立奇芯大学,为光子集成领域储备优秀人才。”

《中国科学报》 (2019-06-13 第6版 转移转化)
 
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