光电子与微电子器件及集成重点专项2018年度项目申报

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1、附件2“光电子与微电子器件及集成”重点专项2018年度项目申报指南为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“光电子与微电子器件及集成”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2018年度项目申报指南。本重点专项总体目标是：发展信息传输、处理与感知的光电子与微电子集成芯片、器件与模块技术，构建全链条光电子与微电子器件研发体系，推动信息领域中的核心芯片与器件研发取得重大突破，改变我国网络信息领域中的核心元器件受制于人的被动局面，支撑通信网络、高性能计算、物联网与智慧城市等应用领域

2、的自主可控发展，满足国家发展战略需求。本重点专项按照硅基光子集成技术、混合光子集成技术、微波光子集成技术、集成电路与系统芯片、集成电路设计方法学和器件工艺技术6个创新链（技术方向），共部署49个重点研究任务。专项实施周期为5年（2018—2022年）。2018年，在6个技术方向启动26个研究任务，拟支持35—52个项目，拟安排国拨经费总概算为6.5亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1:1。—1—项目申报统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向进行。除特殊说明外，拟支持项目数均为1—2项。项目实施周期不超

3、过4年。申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部内容和考核指标。基础前沿类、共性关键技术类项目的参研单位总数不超过10个，应用示范类项目的参研单位总数不超过15个。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。指南中“拟支持项目数为1—2项”是指：在同一研究任务下，当出现申报项目评审结果前两位评分相近、技术路线明显不同的情况时，将同时支持这2个项目。2个项目将采取分两个阶段支持的方式。第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。1.硅基光子集成技术1.1硅基发光基础理论及器件关键技术（基础前沿类

4、）研究内容：开展硅基高效发光材料的设计、制备和器件研制，解决硅基光子集成技术中缺乏硅基光源这一瓶颈问题。研究硅基掺杂与缺陷调控及高效发光机理；研究硅基纳米结构高效发光材料与器件；研究硅基稀土掺杂/缺陷电致发光材料及器件；研究锗锡Ⅳ族直接带隙发光材料能带调控和相关器件；硅衬底上Ⅲ-Ⅴ族等化合物半导体材料的外延生长和激光器。考核指标：突破硅基高效发光材料和器件难题，研制出硅衬—2—底上的多种激光器。设计和实现基于能带工程、掺杂工程、缺陷工程的2种以上新结构高效硅基发光材料；硅基纳米结构高效发光器件能量转移效率>65%，外量子效率>10%；研制的硅

5、基稀土掺杂/缺陷电致发光器件800小时效率衰减小于25%；制备出具有直接带隙的锗锡发光材料，实现光泵和电泵激射；研制出硅衬底上Ⅲ-Ⅴ族等化合物半导体激光器，实现室温连续激射，阈值电流密度<100A/cm2，输出光功率达到mW量级。申请发明专利20项以上。1.2Tb/s级光传输用光电子器件及集成（共性关键技术类，拟支持两项）研究内容：研究1Tb/s级相干光调制芯片、相干光接收芯片和相干光模块技术，包括高消光比的偏振旋转与偏振分合束技术、高速调制器、波分复用器、高精度90度混频技术、宽带探测器阵列集成技术；研制光调制和接收芯片的封装和模块，包括高

6、速驱动电路与硅基相干光调制芯片的集成技术、高速TIA等集成电路与硅基相干光接收芯片的集成技术、相干光通信模块功能测试分析、ESD防护性能和可靠性评估技术。研究微米量级电光调制器的结构和机理，包括电场和光场的相互作用增强机制、新型高效电光调制方法、超小型高速电光调制器的制备工艺开发及测试等。—3—考核指标：研制出总容量>1Tb/s级传输的相干光收发芯片及模块，实现高速硅光调制器、探测器、波分复用器和偏振复用器等多种功能元件的片上集成及模块化封装。封装后模块的模拟调制带宽和相干接收带宽>28GHz。收发模块误码性能、可靠性和工作温度应符合商用标准

7、；光信号谱间隔<300GHz，进行1Tb/s级系统传输>600km的应用验证。制备微米量级电光调制器，调制速率>40Gb/s，调制器有源区尺寸<10μm，器件带有C波段信号波长跟踪和锁定功能。具备批量生产能力，实现批量推广应用，申请发明专利50项以上。1.3光接入用100GPON核心硅基光电子器件（共性关键技术类，拟支持两项）研究内容：面向25/50/100GPON光收发模块的需求，研究低损耗高消光比的25Gb/s硅基光调制器、高灵敏度的25Gb/s锗硅光探测器，实现调制器、探测器、滤波器、光纤耦合器等功能器件的硅基集成。研究高线性度的硅基光

8、调制器、锗硅光探测器、波分复用器件及技术，实现50Gb/s收发一体化硅光集成芯片；研究高功率激光器与硅基光波导高效混合集成技术；搭建光收发模块验证测试系统，开发25