瑞士工程科技公司Lightium成立于2023年，公司致力于提供量產(chǎn)級(jí)薄膜鈮酸鋰光子芯片代工服務(wù)，憑借可滿足批量生產(chǎn)的專有制造工藝，為客戶提供從原型制作到大規(guī)模生產(chǎn)的快速供應(yīng)能力，打造下一代光子芯片。

Lightium由Amir Ghadimi、Frédéric Loizeau以及Dirk Englund共同創(chuàng)立。Amir Ghadimi為公司首席執(zhí)行官，擁有蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院電氣與電子工程博士學(xué)位，曾擔(dān)任瑞士電子與微技術(shù)中心PIC高級(jí)專家。Frédéric Loizeau為公司首席收入官，擁有蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院微系統(tǒng)博士學(xué)位，曾擔(dān)任瑞士電子與微技術(shù)中心業(yè)務(wù)與技術(shù)發(fā)展經(jīng)理。Dirk Englund目前擔(dān)任麻省理工學(xué)院電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)教授。

圖源Lightium

人工智能和ChatGPT等產(chǎn)品的快速發(fā)展導(dǎo)致數(shù)據(jù)量呈爆炸式增長(zhǎng)，能源消耗也空前高漲。到2030年，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)處理量將增長(zhǎng)100倍，耗電量將占全球總耗電量的10%。數(shù)據(jù)中心主要由大型中央處理器 (CPU) 和圖形處理器 (GPU) 集群組成，用于加速計(jì)算密集型任務(wù)，并通過(guò)光互連在這些處理器之間以極快的速度傳輸數(shù)據(jù)。盡管英偉達(dá)等行業(yè)巨頭在提升GPU性能方面取得了顯著進(jìn)展，但光互連的數(shù)據(jù)傳輸速度和能效方面仍然存在關(guān)鍵差距。目前廣泛使用的基于半導(dǎo)體的互連技術(shù)在超過(guò)800 Gb/s的速度下面臨著巨大技術(shù)挑戰(zhàn)，已達(dá)到材料性能物理極限，無(wú)法滿足應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)所需的速度。

由于硅材料難以滿足需求，市場(chǎng)對(duì)具有卓越電光性能的替代材料的需求十分旺盛，這些材料不僅必須滿足嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)，還必須能夠承受數(shù)據(jù)中心的嚴(yán)苛環(huán)境。薄膜鈮酸鋰是符合上述需求的材料，但其同樣也是最難加工的材料之一，迄今為止，它僅限于學(xué)術(shù)界和研發(fā)機(jī)構(gòu)潔凈室的原型制作。

圖源Lightium

Lightium基于其面向批量生產(chǎn)的專有制造工藝，能夠提供商業(yè)規(guī)模的量產(chǎn)級(jí)薄膜鈮酸鋰芯片代工服務(wù)，滿足數(shù)據(jù)中心、電信等行業(yè)的高速、低耗能數(shù)據(jù)互連需求。

薄膜鈮酸鋰是一種類玻璃材料，能夠顯著提高傳輸速率并降低功耗。該材料性能與玻璃類似，性能明確并穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生兼容性問(wèn)題，在封裝、連接、集成等方面也有與玻璃相同的性質(zhì)，客戶無(wú)需改造現(xiàn)有生產(chǎn)線即可輕松集成采用。薄膜鈮酸鋰可提供1.6Tb與3.2Tb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的影響和成本。且與塊狀鈮酸鋰相比，薄膜鈮酸鋰所需的鋰原料更少。

Lightium開(kāi)發(fā)了專有的薄膜鈮酸鋰量產(chǎn)工藝，是歐洲首家生產(chǎn)級(jí)薄膜鈮酸鋰代工廠，其運(yùn)營(yíng)模式為無(wú)晶圓廠的代工服務(wù)。晶圓廠是芯片制造的實(shí)體設(shè)施，包括潔凈室、機(jī)器、技術(shù)人員和材料等。除晶圓廠外，芯片制造還需設(shè)計(jì)工具、模塊構(gòu)建和工藝流程驗(yàn)證等過(guò)程，即代工服務(wù)。歐洲與美國(guó)的部分傳統(tǒng)晶圓廠在20年前已具備CMOS（互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體）芯片的生產(chǎn)能力，雖然其分辨率并未達(dá)到最先進(jìn)水平，但已能夠完全滿足光子領(lǐng)域的芯片生產(chǎn)需求。Lightium與其中數(shù)家晶圓廠合作，利用其現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)運(yùn)行Lightium自身的生產(chǎn)流程，從而避免從零開(kāi)始建設(shè)晶圓廠所需的大量資本支出和漫長(zhǎng)的交付周期，降低客戶產(chǎn)品上市時(shí)間和產(chǎn)業(yè)化風(fēng)險(xiǎn)。

Lightium具備強(qiáng)大的代工能力，支持從原型驗(yàn)證到規(guī)?；慨a(chǎn)的需求。Lightium以量產(chǎn)為導(dǎo)向，可在高產(chǎn)能的晶圓代工廠環(huán)境中生產(chǎn)200毫米晶圓。其生產(chǎn)的薄膜鈮酸鋰的光速調(diào)制帶寬大于100GHz，并能在Vπ小于等于1V的低電壓環(huán)境下穩(wěn)定工作，可覆蓋350–5,500nm的寬透明窗口，且擁有更大的二階與三階非線性。同時(shí)，Lightium還擁有全面的工藝設(shè)計(jì)套件 (PDK)，能夠提供C波段、O波段、780納米與830納米四種帶寬選擇。

目前，電信和數(shù)據(jù)中心通信是Lightium服務(wù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)檫@些行業(yè)需要更高的帶寬和更低的功耗，且相關(guān)需求持續(xù)增長(zhǎng)。未來(lái)，Lightium將逐漸將應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展至衛(wèi)星通信、量子計(jì)算、新型光學(xué)計(jì)算架構(gòu)和激光雷達(dá)等行業(yè)。

2024年9月，Lightium完成700萬(wàn)美元種子輪融資，本輪融資由Vsquared Ventures和Lakestar領(lǐng)投，資金將用于將加速公司薄膜鈮酸鋰代工服務(wù)商業(yè)化進(jìn)程。