MTP，解锁硅光子异质集成

人工智能及配套算力基础设施高速扩张，传统集成电路电互连带宽不足，已成为制约系统性能的核心瓶颈。硅光子技术以光子替代电子传输数据，有望突破带宽与延迟短板，目前已广泛应用于光子集成电路（PIC），尤其在电信与数据通信领域落地成熟。

硅光子的一大核心优势是兼容标准互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，可依托现有半导体产线规模化制造光子集成电路。但这一特性同时带来根本性局限：CMOS制造产线工艺高度专用、高度优化，无法集成非标准光电材料。传统第四族半导体材料难以满足先进光子系统全部性能需求，尤其无法实现片上光源发射等关键功能。

III-V族半导体、铌酸锂（LiNbO₃）等材料可补齐上述功能短板，这也凸显了异质集成技术对拓展硅光子功能边界的必要性。

《光波技术期刊》一篇题为《硅光子微转印技术：综述、最新进展与展望》的新研究指出，微转印（MTP）是实现硅光子异质集成极具前景的技术路线。

微转印技术可在硅光子平台灵活集成两种及以上材料体系，为下一代光子系统落地铺平道路。

比利时根特大学-imec工程师Ir.Ye Chen解释：“当前业内研发多种晶圆级异质集成方案，微转印是通用性极强的新兴工艺，同时兼顾裸片级装配与整片晶圆批量加工两大优势。”

该研究先梳理现有异质集成工艺存在的各类短板，再详细阐述微转印如何解决相关痛点。微转印工艺流程如下：首先在高密度源晶圆上制备薄膜微型器件（微芯片单元coupon），并对牺牲剥离层进行选择性刻蚀；随后采用弹性印章拾取多颗器件，转印至目标晶圆；最后通过粘接或直接键合固定器件，实现多种材料体系在大面积硅光子平台上无缝共集成。

微转印最突出的优势是材料适配范围广，可在同一架构内融合多种材料体系。研发人员能够针对每一颗芯粒，选用最优制程独立完成性能优化，完成集成后仍可兼容基于CMOS工艺的光子平台。

目前微转印已完成多项技术验证：集成磷化铟（InP）激光器的全功能硅光子引擎，可同步处理光信号与微波信号；氮化硅波导集成砷化镓激光器，面向虚拟现实、量子技术、微波光子学场景；适配相干光通信与激光雷达的宽调谐窄线宽磷化铟激光器，搭配氮化硅（Si₃N₄）波导；铌酸锂调制器与氮化硅光子电路实现晶圆级集成；以及电子-光子混合集成光接收平台。

该论文还介绍一条全新中试产线，专门攻关适配大规模工业化量产的微转印核心工艺。此外，作者梳理了该技术现存待解决难题：良率、可靠性、吞吐效率，以及搭建完善、可规模化的制造产业生态，并针对部分问题给出可行解决方案。Ir.Chen总结道：“微转印商业化应用尚处于早期阶段，但持续迭代优化后，该技术很快将实现大规模工业量产，助力高性能硅光子技术落地，赋能多个行业发展。”