OpenLight联合Tower Semiconductor推出光子PDK，助力先进光子集成电路开发

当电子芯片的算力逼近物理极限，用“光”来代替“电”传输数据已成为半导体行业公认的下一站。然而，光子芯片的研发却长期被一个难题所困扰：设计工具与制造工艺之间始终隔着一道难以逾越的鸿沟。

当地时间8月11日，异质集成硅光子龙头OpenLight与特色模拟晶圆代工厂Tower Semiconductor（高塔半导体）宣布一项重要合作，有望打破这一僵局。双方联合推出的光子工艺设计套件（PDK），首次将OpenLight的光子学IP、Tower Semiconductor的工艺制造专长，以及Cadence（楷登电子）的领先EDA工具整合到了一个完整的生态系统中，通过构建“设计-仿真-流片”全链路体系，有效解决了研发周期长的痛点，为全球光芯片厂商加快高速产品量产进程奠定了关键基础。

协同搭建完整光子生态，打破光电设计割裂痛点

光子集成电路（PIC）被视为后摩尔时代的核心技术，但其研发过程远比传统电子芯片复杂。在电子芯片领域，设计师使用EDA工具完成设计后，可以相对顺畅地将文件交给台积电、三星等代工厂流片。而光子芯片的设计却需要深厚的物理学背景，设计师不仅要精通光学理论，还必须深刻理解特定工艺平台的材料特性与制造限制。

长期以来，光子芯片的设计与制造都是脱节的。设计师在缺乏精准制造模型的情况下进行设计，往往导致“设计出来的结构造不出来”或者“造出来的性能与设计不符”的窘境。这种脱节导致光子芯片的研发周期漫长、成本高昂，严重制约了产业的快速发展。OpenLight与Tower Semiconductor的合作，正是为了打破这一困局。

本次发布的PDK并非单一工具升级，而是三方深度协同的产业成果，补齐了当前硅光子赛道最核心的工具短板。全新PH18DA PDK已深度集成至行业普及度最高的Cadence设计平台，工程师无需切换多套软件，在同一工作界面即可完成光子集成电路（PIC）与电子集成电路（EIC）协同设计、联合仿真与版图校验。

OpenLight CEO Adam Carter博士对此表示，将自有光子PDK适配Cadence工具链，核心价值在于降低行业使用门槛。过往客户想要基于PH18DA平台开发芯片，需要适配多套独立光学软件，学习成本高、迭代速度慢。如今依托通用EDA环境，企业可复用成熟IC设计流程，从原理图绘制、光路仿真到最终流片的完整通路全部打通，大幅缩短产品从概念到量产的落地时间。

PH18DA以有源单片集成技术，突破光互连瓶颈

支撑这套PDK发挥价值的底层核心，是Tower Semiconductor的PH18DA磷化铟（InP）硅光子异质集成工艺平台。与传统纯硅光方案不同，PH18DA可在单颗芯片内单片集成激光器、高速调制器、光放大器等有源光子器件，无需外部耦合激光源，从根源上降低光损耗、缩小芯片体积、减少封装成本。

行业熟知，普通硅基材料无法发光，传统硅光模块必须外挂分立激光组件，这不仅增加装配工序，还会带来耦合损耗、功耗上升等问题。而PH18DA通过晶圆级异质集成III-V族磷化铟材料，让光源、调制、放大、探测全部集成在单片光子芯片上，天然适配下一代高速光互连需求。

Tower Semiconductor客户设计赋能与可靠性副总裁Samir Chaudhry对此表示，依托这套平台与配套PDK，客户可高效开发400G/1.6T集成激光光子芯片，实现PIC与EIC协同优化，在功耗、带宽密度、可扩展性上全面匹配NPO、CPO新一代光互连架构。

在实际落地场景中，该平台已完成商业化验证：此前已有厂商基于PH18DA推出800G/1.6T光子芯片量产方案，单片集成4路DFB激光器与8通道224G调制器，整机功耗控制在2.7W以内，对比传统分立光组件方案功耗下降显著，完美适配了AI超算中心高密度布线、低功耗散热的硬性要求。

全新工具链，加速高速光芯片研发迭代的新引擎

从应用价值来看，这套一体化设计工具链，将从三个层面推动行业变革：

一是，压缩研发迭代周期。光电联合仿真、版图一键适配、工艺规则统一校验，省去了多软件转换、反复验证环节，新品研发周期可缩短数月，企业抢占1.6T、CPO市场窗口期的能力将大幅提升；

二是，降低中小设计公司入局门槛。以往光子IP、专用光学仿真工具采购成本高昂，中小团队难以负担，如今依托通用Cadence工具+标准化PDK，无需高额投入即可开展高端光子芯片自研；

三是，加速CPO规模化商用。当前CPO落地最大阻碍之一就是光电共封装芯片设计复杂、迭代缓慢，PH18DA完整工具链可实现光、电芯片同步优化，减少封装后性能调试工作量，推动共封装光学从实验室原型走向大规模数据中心部署。

从应用赛道来看，这套方案覆盖场景十分广泛。除了AI数据中心400G/800G/1.6T高速光模块、NPO/CPO光引擎之外，还可支撑高速光互连、车载激光雷达、高端传感、高性能光计算等前沿领域，为多赛道光学系统提供标准化开发底座。

对于整个光芯片行业而言，标准化PDK的普及会推动光子设计流程向成熟电子IC看齐，后续光子芯片新品迭代速度将显著加快，1.6T/3.2T高速光模块、CPO产品落地节奏有望超过市场预期。