随着人工智能算力需求持续攀升，高速光互连正成为算力基础设施的关键瓶颈之一。硅基光电子凭借高集成度与CMOS工艺兼容性，被视为破解互连瓶颈的重要方向，而片上光源、高速调制等关键功能器件的落地，离不开多材料异质集成工艺的有力支撑。近日，武汉万集光电技术有限公司（以下简称“万集光电”）宣布，公司依托近十年硅光工艺积累打造的晶圆级异质集成平台正式向行业开放。

该平台以晶圆级芯片—晶圆（D2W）高精度键合为核心，覆盖硅、InP、GaAs、铌酸锂等多种光子材料体系，可为片上光源、高速调制等关键器件提供从工艺验证到中试制备的一体化支撑，面向企业、高校与科研机构提供全流程服务，诚邀产业链伙伴携手，共同推动高端硅光芯片国产化与产业化落地。

硅光产业加速演进

异质集成工艺承接能力成为关键

硅基光电子凭借高密度集成、低功耗以及与互补金属氧化物半导体（CMOS）制造工艺兼容等优势，已成为高速光互连领域的重要技术路线，在人工智能与数据中心需求的持续驱动下，正成为后摩尔时代信息技术发展的重要突破口。据行业机构LightCounting数据显示，在横向扩展（Scale-out）光互连市场中，2024年硅光模块市场规模快速增长，预计2026年将首次超过III-V族光模块，硅光芯片的产业渗透率也将持续提升。

LightCounting光芯片市场预测

然而，硅材料自身的本征特性存在局限：硅属于间接带隙半导体，难以直接实现高性能片上光源；在部分高速电光调制应用中，单一硅材料也难以兼顾高带宽、低驱动电压与低损耗等需求。传统方案通常采用分立激光器、外置调制器与后端封装实现光电转换，随之带来器件对准、光路耦合与封装集成等一系列复杂问题。

异质集成技术将磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs）、铌酸锂等功能材料与硅光平台相结合，使不同材料各展所长，是突破上述瓶颈的关键路径。但异质集成并非材料的简单叠加——材料表面状态、颗粒与氧化层控制、晶圆翘曲、热膨胀系数差异以及退火过程中的应力管理，都会直接影响键合界面质量与器件性能。目前国内虽已具备一定的硅光设计与流片能力，但从材料预处理、精密对准、晶圆级键合到中试验证，仍缺少成熟的工艺承接平台。对许多研发团队而言，缺的不是设计方案，而是能快速完成样品验证、分析工艺问题、形成稳定工艺窗口的平台能力。而异质集成平台化、可复用的工艺承接能力，正是弥合设计创意与工程制造之间鸿沟的关键所在。

十年工艺积累

晶圆级D2W键合平台构筑核心能力

万集光电在硅光制造领域深耕近十年，围绕异质材料融合、晶圆级键合及相关工艺开发，建立了完整的技术能力体系。其异质集成平台以全自动晶圆键合主机为核心，最大支持8英寸晶圆加工，实测对准偏差小于100纳米（X轴-0.046微米、Y轴-0.015微米），并兼容直接键合、熔融键合与阳极键合等工艺模式，可根据材料组合、热预算、界面要求及后续制程灵活选配。

平台已形成“表面活化—晶圆清洗—高精度D2W键合—温控退火”四步闭环工艺：表面活化改善材料表面状态，提升界面结合力；晶圆清洗严控颗粒、有机物与氧化层，保障界面洁净度；高精度键合完成芯片与晶圆的亚微米级精密对准；分段温控退火实现界面强化、应力释放与缺陷修复。各环节在同一平台内高效衔接，便于参数记录、缺陷分析与持续优化，减少外部转运与重复对接，工艺参数全程可追溯，助力客户快速迭代工艺方案。

目前，平台已适配硅、InP、GaAs、GaN、铌酸锂和氮化硅等主流光子材料。公司披露的验证结果显示，InP与硅D2W键合样品界面质量良好、空洞可控，已具备小批量制样能力；铌酸锂与硅键合样品的最大空洞率仅为1.62%，界面质量可支持后续器件制备，为不同材料体系的项目开发提供了可复用的工艺基础。随着工艺数据库的持续积累，平台有望支撑更多材料组合与器件结构的快速验证，进一步降低客户的研发试错成本。

面向片上光源与高速调制

两大应用路径同步推进

在三五族与硅光异质集成方向，平台将InP、GaAs等发光材料与SOI硅光基底结合，为片上激光器、多波长激光阵列与波分复用（WDM）光源开发提供工艺基础，规划覆盖850纳米、1.3微米与1.55微米等波段，围绕窄线宽、低噪声、高功率、高稳定性等目标开展工艺协同，可服务200G至800G光模块、NPO与CPO前期验证，并可延伸至FMCW相干激光雷达、光计算与特种光源研发等场景。通过开放工艺能力，平台希望与设计团队共同探索不同应用场景下的最优器件方案。

在铌酸锂与硅光异质集成方向，平台利用铌酸锂优异的电光特性与硅光波导的集成能力，面向高速低半波电压调制器、可调相位调制器及多通道调制阵列等器件开展开发，同步控制键合空洞，评估界面应力与模场匹配，可广泛应用于高速光通信、微波光子、卫星光通信、相干探测与量子通信相位调制等领域。两类技术路线互为补充，有望逐步构建从光源、调制到探测的完整异质集成器件族，为下一代光系统提供更多样的集成选择。

在项目执行中，客户只需提供材料规格、芯片或晶圆尺寸、版图及对准标记、目标波段、热预算与后续制程要求，万集光电即可定制清洗与活化方案、对准策略、键合参数与退火曲线，并围绕界面质量开展系统验证。对于器件方案尚未完全定型的项目，双方还可共同讨论器件结构与可制造性，把设计目标转化为可执行的试样任务。这种设计与工艺协同的模式，可显著缩短样品的验证周期，降低项目的试错成本。

开放合作

共建硅光异质集成生态

面向产业链研发需求，万集光电异质集成平台现正逐步向外部项目开放，服务范围覆盖工艺验证、D2W键合加工、中试级样品制备、定制化工艺开发与联合研发等环节。研发阶段的项目，可从材料体系适配、表面处理方案与键合参数优化入手，快速评估不同材料组合与器件结构的工艺可行性；进入工程验证阶段的项目，则可获得晶圆级D2W键合加工与样品制备支持，并围绕界面质量、应力控制、模场匹配等关键问题持续优化参数，逐步建立稳定的工艺窗口。

万集光电始终认为，异质集成平台的核心价值不仅在于设备配置，更在于将工艺能力沉淀为可验证的样品与可复用的制造经验。公司已在三五族-硅光、铌酸锂-硅光等方向完成基础能力建设与样品验证，现诚邀光模块与光芯片设计、激光雷达、光计算等领域的客户与合作伙伴深度合作，共同突破高端硅光芯片的关键工艺瓶颈，加速硅光芯片国产化与产业化进程。

作为激光雷达与光电子领域的重要参与者，万集光电的硅光工艺能力源自硅基相控阵激光雷达（OPA+FMCW）研发中的长期积累，具备从材料、工艺、器件到制造的全链条技术基础，愿与行业伙伴一道，把异质集成工艺能力转化为更多产业级应用成果。