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对话:Graham Reed教授 vs 甘甫烷博士
发布时间: 2016.11.27
  英国南安普顿大学Graham Reed教授是全球硅光子领域公认的先驱和学术大家。早在1990年代早期他就开始从事硅光子领域的研究,是英国最早从事硅光的学者之一。他的学生Andrew Rickman是著名的Bookham、Kotura和Rockley Photonics公司的创办人,也是硅光领域的开拓者之一。这次的IEEE GFP会议上,Reed教授做了“硅光子:大学的视点”的特约报告,从历史,产学研合作,大学的角色几个方面阐述了他对硅光子发展的看法。
  上海微系统所甘甫烷博士是国内硅光领域的科学家,在硅光子科研的重镇美国MIT获得博士学位,满怀实业报国,科技报国的理想回到上海,一直在从事硅光子科研和产业化两个方面的工作。

  思想的碰撞才能产生精彩的内容。在Reed教授演讲之后,光纤在线特别邀请甘甫烷博士和Reed教授就硅光子技术,以及如何做好硅光子研发的话题进行一次对话,期待两代科学家之间的交流能给我们带来更多的启示。限于时间以及考虑读者接受程度,两位专家选择了相对通用的话题。


  甘博士:请您先再简要回顾一下硅光子发展的历史好吗?
  Reed:最早从事这个领域的还是Soref教授。他在1980年代末1990年代初发表的3篇论文为后来的硅光子科研做了奠基性工作。这些论文在我的报告里都有提到。我自己最早一篇硅光子的论文应该是1991年,和Soref合作的。Andrew是我最早的博士生,他大概是在1990年加入我的团队。硅光子研发第一个转折点应该是2004年,在那之前能拿到的科研投资都是小的项目,很少有产业方面的投资。我们到企业去做的主要是教育培训方面的工作,给大家讲什么是硅光子。转折发生在2004年,Intel开始进入这个领域。硅光子引起大公司的兴趣,我记得那时候好多媒体来采访我。从2004年到2010年,硅光子领域拿到科研经费变得容易,产业界的投资也在增多,当然竞争多了,学术文章发的难度也高了。从2010年到现在英国是第三个阶段,大学已经不能和产业界做直接的竞争,大学需要做一些企业不能做的更新的领域,发展新的技术,新的器件,提出新的哪怕是疯狂的想法,大学要在专利上多做一些工作。这个阶段,硅光子的进展已经非常快了。我想这期间许多事情你都很清楚。
  甘博士:再问一个基本的问题,什么是硅光子的驱动力?
  Reed:最初的动力也许和摩尔定律的终结有关。人们发现半导体技术不能像以往设想的那样沿着摩尔定律发展,需要发展新的技术。这就是Intel和IBM投入巨资研发硅光子的原因。超级计算机的发展也碰到了瓶颈,IO密度、功耗等已经严重影响了超算的进展。总体来说,是数据量的爆炸式发展,让半导体技术遇到了前所未有的调整。硅光子提供了人们新的想象力。现在很多人会认为推动硅光子的发展最初就是来自数据通信,数据中心,其实可能不完全是这样,光通信是硅光子走入实用的很好的试金石。
  甘博士:那您认为像在HPC这样的领域,最后芯片级的互联一定会是硅光技术吗?
  Reed:我只能说有些事情是你今天能做的,有些事情是你明天才能做的。硅光子的技术在进步,相应的竞争性的电互联的技术也在进步。
  甘博士:回到硅光子科研本身上来,您能谈谈当前这个领域遇到的挑战吗?
  Reed:挑战第一个是真正无源的低成本的光纤芯片耦合技术的实现,这次会议上你看到好多这方面的工作。第二个就是我在报告中提到的晶圆级的测试,如何确保良率。这些都是问题。
  甘博士:激光光源呢?
  Reed:你指的激光器?硅光芯片现在实现光源有多种方案选择,我觉得最终还是取决于应用。一个只有4通道的芯片和一个可能有几百个通道的芯片,对于光源采取的技术方案肯定是不同的。
  甘博士:我们现在做硅光,Fab是个很大的限制。就像您从Surrey到南安普顿,也是看重那里有Fab。您怎么看这个问题?
  Reed:Fab的确是个问题。IBM, Intel这些大公司有自己内部的Fab,就没有这些问题。但这不是说没有自己的Fab就做不了。我最近一直在鼓励提倡一些开放式的Fab,就是这个想法。小规模定制化工艺提供了灵活性,有利于研究和开发,标准化的工艺有利于公司产品开发。
  甘博士:关于硅光子的应用,除了通信您觉得其他领域有希望吗?
  Reed:有许多正在发展的硅光子应用市场,硅光子现在医疗上的应用就很有成功希望。我们现在还在做中远红外的硅光技术开发,在生物,医疗,传感等等领域,硅光都有很大的前途。当然硅光能否在通信市场先获得成功,将决定硅光在其他领域的应用能有多快。
  甘博士:最后一个问题,您能否谈谈硅光研发的生态系统,能否给后辈的年轻学者指指方向? 您说现在大公司现在研发能力很强,那么学校里的人,研究所的人,还有小公司该怎么办?
  Reed:你指的从头开始做还是怎样?其实现在还是很多可以做的。以我们为例,我们有和大公司合作的项目,他们给我们很多要求,我们帮他们开发他们要做的东西。我们也有来自政府的项目,还有小公司的合作题目。如果说建议,学校和研究所不应该与公司去竞争,应该是尽可能寻找合作伙伴,与公司合作。选择比较特殊的点突破,不是什么都做。做对应用有价值的,申请合适的专利,不建议转牛角尖的”crazy”方向。应该寻找一个大的合作系统(Consortium),找出你能在这个大系统中的定位,你能做出的贡献。我们的实验室欢迎任何机构,企业的合作。