麦姆斯咨询 | 2024-04-26至2024-04-28 | 无锡新吴区

硅光子传感应用呈现出“百花齐放”的景象,包括激光雷达(LiDAR)、惯性传感(如加速度计、陀螺仪)、气体传感、生物传感(如血糖监测)、免疫分析、光学相干断层扫描(OCT)、光谱分析等。

主办单位:麦姆斯咨询

协办单位:上海传感信息科技有限公司


一、课程简介

硅基光电子(英文名称:Silicon Photonics,中文简称:硅光子)是研究和利用硅材料中的光子和电子物理规律及光电子器件工作机理和光电特性,采用与集成电路(IC)兼容的微纳米制造工艺,在硅晶圆上开发制备光电子芯片的技术。硅光子技术的核心内容是研究如何将光电子器件“小型化”、“集成化”,并与微电子芯片相融合,实现以光子和/或电子为载体的信息功能器件。由于硅材料(间接带隙半导体)的光电特性,难以用于制作高密度光源及低损耗高速电光调制器等,因此,能够利用各种材料(包括氮化硅、锗、铌酸锂、III-V族材料等)光电特性优势的硅光子异质集成技术近些年迅速发展,从而助力实现真正意义上的片上集成光电子系统。


硅光子及集成技术(来源:英特尔)

硅光子及集成技术(来源:英特尔)


硅光子集成芯片概念图:集成光源、调制器、光波导、探测器及CMOS电路的芯片

硅光子集成芯片概念图:集成光源、调制器、光波导、探测器及CMOS电路的芯片


硅光子概念最早在1969年由贝尔实验室(Bell Labs)提出,而真正的启动始于20世纪80年代末至90年代初Richard Soref和Graham Reed等人的一系列硅光子早期科研工作。21世纪初,以IBM和英特尔(Intel)为代表的半导体公司设立硅光子部门并投入大量资源,与学术界齐头并进地研发硅光子芯片,并于2010年之后进入产业化应用阶段。近些年,得益于大容量数据通信场景的日益增加、高性能计算(HPC)及各种传感应用的出现,硅光子技术开发已逐渐从学术兴趣驱动转变为市场需求驱动,产业化发展前景非常广阔。欧美一批集成电路领头羊和光电巨头通过并购方式迅速进入硅光子领域抢占技术高地,以传统半导体强国为主导的全球硅光子产业格局悄然成形。


硅光子技术发展示意图

硅光子技术发展示意图


硅光子赋能传感领域

硅光子赋能传感领域


硅光子传感应用呈现出“百花齐放”的景象,包括激光雷达(LiDAR)、惯性传感(如陀螺仪)、气体传感、生物传感(如血糖监测)、免疫分析、光学相干断层扫描(OCT)、光谱分析等。在激光雷达领域,FMCW测距方法与光学相控阵(OPA)是一种很好的搭配,可以利用硅光子及异质集成技术实现芯片级激光雷达(LiDAR-on-a-Chip),从而极大降低成本和体积,并提升可靠性。因此,全球多家厂商积极布局并宣布进展:2021年1月,英特尔宣布硅光子激光雷达将于2025年量产;2022年6月,SiLC与Cloud Light合作量产硅光子激光雷达,第二季度开始向战略客户供应产品;2022年7月,Aeva宣布首批硅光子激光雷达投产并交付战略客户;2024年1月,Aeva硅光子激光雷达获得全球顶级车企的量产定点——这是同类产品中最大的汽车量产合同之一。在其它硅光子传感领域,苹果(Apple)、Rockley Photonics、近观科技研发无创血糖监测技术;ANELLO Photonics、奥斯诺工业布局高性能光学陀螺仪;Aryballe将硅光子技术与人工智能结合研制出人造鼻……


英特尔利用硅光子技术开发FMCW激光雷达

英特尔利用硅光子技术开发FMCW激光雷达


Analog Photonics硅光子平台可用于实现光学相控阵激光雷达

Analog Photonics硅光子平台可用于实现光学相控阵激光雷达


我国在“十五”到“十四五”期间,对硅光子技术研究给予持续的投入。目前,国内企业和科研院所已经拥有了一定的研发团队和产业化条件,并实现硅光子产品自主研发的突破。为了推动硅光子传感研究成果落地及产业化发展进程,麦姆斯咨询邀请拥有丰富经验的科研学者及企业专家,为大家全面讲授硅光子传感技术及应用内容。本次课程内容包括:(1)片上集成光学传感技术;(2)面向光电融合传感的紧凑建模与协同仿真;(3)基于集成生物光电子学的生物传感器;(4)硅光子芯片级FMCW激光雷达;(5)硅基集成固态激光雷达技术;(6)高功能密度光子集成激光雷达系统设计;(7)硅基相控光束偏转芯片及传感应用;(8)基于腔光力系统的高精度微惯性传感器:从机理到实现;(9)基于氮化硅的集成化光学相干断层扫描(OCT)系统;(10)硅基片上超小型单次曝光(single-shot)光谱仪;(11)硅光子技术与传感器设计精要:基础、应用与工程实践;(12)硅光子传感芯片关键工艺与集成技术;(13)2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用。


二、培训对象

本课程主要面向硅基光电子产业链上下游企业的技术人员和管理人员,以及高校师生,同时也欢迎其他希望了解硅光子传感器的非技术背景人员参加,如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。


三、培训时间

2024年4月26日~4月28日

授课结束后,为学员颁发麦姆斯咨询的结业证书。


四、培训地点

无锡市(具体地点以培训前一周的邮件通知为准)


五、课程内容

课程一:片上集成光学传感技术

老师:暨南大学 教授 陈沁

光学传感检测技术因具有精度高、低延时和可成像等优势而得到广泛应用。随着大数据和物联网(IoT)等信息技术的迅速发展,对传感检测平台小型化和便携性的需求日益迫切。为了克服现有技术对大型专用设备的依赖,提高对现场快检、轻载荷平台等应用场景的适用性,近年来,基于微纳光学的片上集成光学传感检测技术受到了极大关注。通过集成光源、光学传感/探测单元,以及发展片上光色散等技术,可以有效地实现光学传感信号提取和光电信号转换的片上集成,从而实现系统的微型化和多功能集成。本课程讲授片上集成光学传感技术原理和发展现状,讨论并总结未来的发展方向、技术挑战和应用前景。

课程提纲:
1. 光学传感技术概述;
2. 片上集成光学传感技术架构;
3. 片上集成光学折射率传感器;
4. 片上集成光谱传感器;
5. 片上集成光谱成像传感器;
6. 片上集成光学传感技术挑战与展望。


课程二:面向光电融合传感的紧凑建模与协同仿真

老师:华中科技大学 教授 谭旻

光电融合芯片是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、光电二极管等电子和光子有源器件与电阻器、波导等电子和光子无源元件,按照一定的回路互连,“集成”在半导体(如硅或铟磷等化合物)芯片上,并封装在一个外壳内,执行特定功能的回路或系统。光与电一体化融合设计可以通过单片全集成实现,也可以通过封装集成实现。由于目前并没有支撑光电一体化设计的成熟仿真工具,光电融合芯片设计仍是处于初步的发展阶段。紧凑建模、仿真工具及设计方法等是光电融合芯片设计的重要研究内容。本课程介绍光电融合芯片设计的概念、挑战及进展,详解面向光电融合传感的建模与仿真,并辅以FMCW激光雷达进行说明。

课程提纲:
1. 光电融合芯片概念;
2. 基于光电融合芯片的传感技术概述;
3. 面向光电融合传感的紧凑建模与协同仿真;
4. 基于光电融合芯片的FMCW激光雷达示例;
5. 光电融合传感技术总结与展望。


课程三:基于集成生物光电子学的生物传感器

老师:上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所 教授 陈昌

集成生物光电子学是通过研究半导体器件和技术与生物样品和媒介之间的相互作用,从而实现对生物样品的操控、传感、成像等,或通过生物载体和技术来实现数字信息的运算、存储和传递等操控的一门新兴的交叉学科。该学科的兴起源于现代生命科学的研究对象微观化、个体化和精准化的发展趋势。为适应现代生命科学的这些特点,解决其复杂多样性所带来的检测或操控难题,发展基于半导体先进硅基技术的集成生物光电子的芯片和微系统,不仅有利于提供高度一致性、性能稳定的生物-物理器件,而且可以借助集成电路、集成光路(PIC)及光电集成技术,规模化提供高质量芯片来应对多样化的生物样品。基于集成生物光电子学的生物传感器典型应用包括无创血糖监测、基因测序、DNA数字信息存储等。本课程以集成生物光电子学为切入点,以拉曼光谱技术的芯片化为例,探讨先进光学设备微型化、芯片化的产学研一体化进程。

课程提纲:
1. 集成生物光电子学概述;
2. 基于集成生物光电子学的生物传感和操控原理;
3. 基于集成生物光电子学的生物传感器的设计与制造;
4. 基于集成生物光电子学的仪器微型化;
5. 基于集成生物光电子学的应用。


课程四:硅光子芯片级FMCW激光雷达

老师:杭州洛微科技有限公司 顾问科学家 章羚璇

调频连续波(FMCW)激光雷达是一种发射功率恒定但光载波频率(或相位)持续周期性变化的雷达类型,通过相干检测的方式,测量回波信号与发射信号之间由距离延时引入的调制频率差和相对速度引入的多普勒频率差,从而解调出目标的距离与速度。在同等性能指标下,连续波工作模式相比于脉冲工作模式具有更小的平均发射功率和整体功耗,同时相干检测方式比直接检测方式具有更高的灵敏度,这意味着FMCW激光雷达可以工作在更低的发射功率下。此外,FMCW激光雷达还可以避免阳光和其它激光雷达的干扰。通过硅光子及光电集成技术可将各种光学组件(激光器、扫描器、探测器等)融合于单颗芯片,实现紧凑高效的硅光子芯片级FMCW激光雷达。本课程讲解硅光子FMCW激光雷达原理和技术,以及相关硅光子芯片设计与制造,最后介绍FMCW激光雷达典型应用并展望未来趋势。

课程提纲:
1. 硅光子相控阵(OPA)技术;
2. 调频连续波(FMCW)相干探测原理;
3. 硅光子FMCW SoC和OPA扫描芯片;
4. 硅光子芯片级FMCW激光雷达设计;
5. 硅光子芯片级FMCW激光雷达应用及展望。


课程五:硅基集成固态激光雷达技术

老师:上海交通大学 教授 周林杰

激光雷达作为自动驾驶技术的核心部件,受到广泛关注。其中,硅基集成固态激光雷达更是被誉为下一代革命性产品,有望替代现有的机械式或MEMS激光雷达。硅光子技术与集成电路技术相兼容,可在片上集成光束扫描器件与电控制逻辑电路,有利于实现智能化控制和神经网络集成等。硅基集成固态激光雷达类型包括硅基相控阵、硅基光开关阵列等。其中,硅基集成相控阵激光雷达可将光源、光分束器、相位调制器、光转束器、探测器等集成在几平方毫米的区域,极大地减小尺寸,降低能耗。本课程首先阐述硅基集成固态激光雷达发展之路,然后深入讲解硅基相控阵技术及器件,最后总结硅基集成固态激光雷达技术现状并展望未来趋势。

课程提纲:
1. 硅基集成固态激光雷达技术路线;
2. 硅基集成相控阵激光雷达系统架构及关键器件;
3. 可调谐外腔激光器及高线性度调频连续波发射;
4. 光学相控阵光束调控芯片设计与实现;
5. 硅基集成固态激光雷达技术总结与发展趋势。


课程六:高功能密度光子集成激光雷达系统设计

老师:中国科学院微电子研究所 研究员 朱精果

激光雷达在智能驾驶、导航避障、周界安防、遥感测绘和特种目标探测等方面得到了广泛应用和快速迭代,各种技术方案在性能和成本方面展开了激烈竞争,而市场赢家目前仍不确定,特别是在汽车、无人机、机器人等民用领域。关于激光雷达架构的大致共识是,最有可能胜出的是纯固态解决方案,摒弃任何机械运动部件。对于纯固态解决方案,为了最大限度地实现“产量增高→成本下降”的良性循环,有必要将所有的光子器件集成在单颗芯片上,实现高功能密度光子集成激光雷达系统。本课程从激光雷达的基础知识出发,阐述激光雷达发展历程及指标体系,并根据不同应用场景需求讲解激光雷达光子集成系统架构设计方案,最后展望激光雷达集成化、智能化等发展趋势。

课程提纲:
1. 激光雷达定义、概念与特点;
2. 激光雷达发展历程及技术体制;
3. 激光雷达指标体系及关键器件;
4. 激光雷达光子集成系统架构设计;
5. 激光雷达技术发展分析及应用展望。


课程七:硅基相控光束偏转芯片及传感应用

老师:上海理工大学 教授 冯吉军

波束扫描指向装置是激光成像与测距系统的核心功能部件,可以采用机械式转镜系统,但在偏转速度和光束发散角(或分辨率)等方面存在瓶颈。光学相控阵(OPA)主要通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变出射的角度,不依赖机械转动就可以高效地控制光束偏转,具有功耗低、体积小、扫描速度快等优势。常见的光学相控阵材料为液晶、铌酸锂、压电陶瓷等。液晶分子在电场下改变取向的速度较慢,光束扫描速度仅为千赫兹量级,难以满足高速扫描的应用需求。铌酸锂波导相控阵主要利用普克尔效应和克尔效应,通过电场调控波导相位,光束扫描响应时间可达皮秒量级,但移相器间隔大、插入损耗较高、扫描角度较小。压电陶瓷电光系数大、透射光谱宽,利用其可实现纳秒量级的快速光控扫描,但是所需的工作电压非常高且造价较高。相较于这些方式,采用硅基波导的集成光学相控阵拥有大扫描角度、合适的调制电压以及较快的响应速度,并且与CMOS工艺线相兼容,利于实现光束扫描器件与电控逻辑电路的大规模集成。本课程详解硅基相控光束偏转芯片关键技术及其在传感领域的典型应用。

课程提纲:
1. 硅光子传感应用及光学相控阵原理;
2. 硅光子相控阵技术瓶颈及解决方法;
3. 硅基相控光束偏转芯片设计及仿真;
4. 硅基相控光束偏转芯片制作及表征;
5. 硅光子相控阵技术总结与发展趋势。


课程八:基于腔光力系统的高精度微惯性传感器:从机理到实现

老师:电子科技大学 副教授 黄勇军

电容式MEMS惯性传感器已经获得广泛应用,从智能手机到自动驾驶汽车,但其在精度、灵敏度及稳定性等性能指标上受到制约。近年来,随着微纳加工技术的进步,微纳光腔以及微光机电系统(MOEMS)传感器快速发展。其中,微腔光力系统已经逐渐成为新兴微纳惯性传感的全新解决方案,可广泛用于微小位移、质量、加速度、引力波等物理量的测量。以基于科氏效应的微陀螺仪为例,其可将输入角速度转换为检测位移,而微腔光力系统对位移物理量具有极高的测量精度,这为设计实现高测量灵敏度及精度、高零偏稳定性、大动态范围、不易受电磁干扰的新型高精度微陀螺仪提供了一种新的思路。本课程详解基于腔光力系统的高精度微惯性传感器,从工作机理到工程实现,涵盖加速度计、陀螺仪和磁场传感器。

课程提纲:
1. 腔光力学系统工作机理;
2. 基于腔光力系统的高精度加速度计;
3. 基于腔光力系统的高精度陀螺仪;
4. 基于腔光力系统的高精度磁场传感器;
5. 基于腔光力系统的惯性传感器总结与展望。


课程九:基于氮化硅的集成化光学相干断层扫描(OCT)系统

老师:上海交通大学 副教授 纪幸辰

光学相干断层扫描(OCT)是一种非侵入性成像方式,可提供组织微结构的高分辨率图像。OCT仪器作为眼科疾病最重要诊断和监测工具,每年在全球范围内进行超过3000万次扫描。如今,绝大部分高精度OCT仪器的售价超过10万美元,除此之外,如果机器未对准,则需要专业的生物医学设备技术人员来进行维修。绝大多数OCT扫描用于常规监测慢性疾病,例如年龄相关性黄斑变性、糖尿病致盲等,而高昂的仪器售价和复杂的操作使得常规监测成本极高且困难。上海交通大学纪幸辰团队基于低损耗氮化硅平台,研发低成本、便携式、集成化的OCT系统。该系统将能够以小于10微米的分辨率提供视网膜扫描,同时适用于使用不同波长的其它专业疾病的成像和诊断,例如皮肤病学、牙科和肿瘤学等。本课程介绍OCT技术及集成化发展,重点讲解基于氮化硅光子芯片的OCT组件及系统。

课程提纲:
1. 光学相干断层扫描概述:原理、分类及应用;
2. 光学相干断层扫描系统组成及集成化发展;
3. 氮化硅光子芯片简介;
4. 基于氮化硅光子芯片的光学相干断层扫描光源;
5. 基于氮化硅的集成化光学相干断层扫描系统;
6. 集成化光学相干断层扫描技术总结与展望。


课程十:硅基片上超小型单次曝光(single-shot)光谱仪

老师:南京航空航天大学 教授 李昂

作为光谱分析不可或缺的工具,光谱仪被应用于生物传感、医学分析、气体传感、环境分析、石油勘探及食品质量检测等领域。传统的高性能光谱仪通常是由分立的光学元件和机械部件构成,体积庞大、结构复杂、造价昂贵,极大限制了其应用范围。随着对光谱仪便携性和稳定性的要求越来越高,其小型化和集成化已成趋势。相较于其它小型化的光谱仪,片上光谱仪的尺寸缩小至芯片级,有着更明显的尺寸、重量和功耗的优势。并且,硅光子技术为光谱仪的芯片化提供了一种有效的实现方式。首先,得益于成熟的硅光子工艺,能够以较低的加工成本制造出高集成度、高成品率的光子器件。其次,通过光电集成技术,将分光器件和光电探测器集成,加上异构/异质集成的光源,可在单颗芯片上集成所需要的全部组件而构成一个功能完整光谱仪。最后,硅光子代工的MPW服务也为高性能的器件提供了低成本的产品原型验证路径。本课程以低成本集成光谱仪的需求市场为切入口,详细讲解硅基片上超小型单次曝光光谱仪的关键技术及核心组件。

课程提纲:
1. 低成本集成光谱仪市场需求及实现路径;
2. 计算重建型光谱仪概述;
3. 基于多点自耦波导的硅基片上单次曝光光谱仪;
4. 计算式光谱仪逆向设计体系;
5. 硅基片上单次曝光光谱仪总结与展望。


课程十一:硅光子技术与传感器设计精要:基础、应用与工程实践

老师:深圳逍遥科技有限公司 研发总监 陈昇祐

硅光子设计可以从系统功能需求出发,基于功能分析和分解,设计出光子链路,并仿真获得其可实现的功能性参数;进一步通过物理仿真与优化,获得组成光子链路的器件结构及布图设计;然后基于器件的物理模型,分析链路集成中的寄生效应并验证链路功能性,修正设计其结构参数。在整个硅光子设计流程中,目前仍面临着诸多挑战,包括光子链路的仿真、光子器件行为模型的构建等。本课程介绍硅光子技术及关键组件,重点讲解硅光子传感器设计、优化及应用,例如气体传感器应用于污染监测、生物传感器应用于健康监测等。此外,本课程还会介绍设计工具集、设计测试和封装的方法,以及光电融合设计。

课程提纲:
1. 硅光子技术基础;
2. 硅光子工艺简介;
3. 硅光子传感器工艺简介;
4. 硅光子传感器原理和应用;
5. 硅光子传感器设计工具箱;
6. 生物传感器设计与优化;
7. 气体传感器设计与优化;
8. 光电融合设计。


课程十二:硅光子传感芯片关键工艺与集成技术

老师:上海微技术工业研究院 硅光子总监 汪巍

硅光子技术利用成熟的硅基CMOS工艺平台,在“超越摩尔”时代带来了光芯片和电芯片集成的优势,这为硅光子芯片打开了大规模集成应用之门。硅光子芯片设计人员能够便利地使用成熟工艺的流片服务,这是硅光子传感技术实现商业化的前提之一。上海微技术工业研究院基于8英寸CMOS工艺平台,开发出两套硅光子工艺:(1)90 nm SOI有源/无源工艺;(2)180 nm氮化硅无源工艺,并研制了高性能硅光子器件库,具备中试流片能力。90 nm SOI有源/无源工艺具备三步硅刻蚀、多步有源器件掺杂、锗外延、TiN金属加热电极、双层铝互连和深硅刻蚀等关键工艺能力;180 nm氮化硅无源工艺具备LPCVD氮化硅、TiN金属加热电极、单层铝互连和深硅刻蚀等关键工艺能力。本课程讲解硅光子传感芯片关键单步工艺、成套工艺,以及晶圆级异质集成工艺(包括锗、氮化硅、铌酸锂、III-V族材料等),并辅以典型案例进行说明。

课程提纲:
1. 硅光子传感技术与市场概况;
2. 成套薄硅集成工艺及器件;
3. 成套厚硅SOI集成工艺及器件;
4. 成套介质波导集成工艺;
5. 硅光子传感技术挑战与展望。


课程十三:2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用

老师:中国科学院微电子研究所 研究员 杨妍

硅基光电子芯片的集成结构主要分为四种:2D平面光电集成、2.5D光电集成、3D光电集成、单片光电集成。目前,硅基光电子芯片正从传统的基于引线键合的2D集成向基于中介层(Interposer)或贯穿硅中介层(TSI)的2.5D/3D集成发展。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸,从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。本课程首先介绍硅基光电子集成的发展现状,然后阐述目前主流的光电集成技术方案,并且回顾了每种技术方案的代表性工作和最新进展,最后展望2.5D/3D硅基光电集成芯片的潜在应用,包括激光雷达、生化传感、数据通信及光计算等。

课程提纲:
1. 硅基光电子集成背景及核心器件设计;
2. 2.5D/3D硅基光电子集成技术;
3. 硅基光电集成晶圆工艺;
4. 2.5D/3D硅基光电子集成技术在传感/通信/计算等领域应用;
5. 2.5D/3D硅基光电子集成技术总结与展望。


六、师资介绍

陈沁,博士,暨南大学物理与光电工程学院教授、博士生导师。他的研究领域包含微纳光学、片上集成光学传感检测等。他本科毕业于武汉大学物理系,2006年获得中国科学院半导体所微电子学与固体电子学博士学位,并获全国优秀博士学位论文奖。后于英国巴斯大学和格拉斯哥大学从事博士后研究,2012年1月回国入职中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,任中科院百人计划研究员,2018年3月加入暨南大学。他的研究成果包括亚ppm级氢气传感器、近红外增强CMOS图像传感器和光谱传感芯片等。他获得中国电子学会自然科学二等奖,入选中国光学十大进展,入选中科院百人计划、江苏省双创人才计划、广东省珠江人才计划,获得广东省自然科学杰出青年基金和英国皇家学会牛顿高级学者基金,并且连续四年入选Elsevier全球前2%科学家。他主持了国自然重点国际合作研究项目、重大研究计划培育项目、面上项目、国家重点研发计划项目课题、广东省重点研发计划项目、华为公司技术委托开发项目等。他在Light: Science & Applications等期刊上发表一作和通讯作者论文80余篇,引用超5000次;获得4项美国发明专利授权,22项中国发明专利授权;出版专著章节3章。


谭旻,博士,华中科技大学集成电路学院和武汉光电国家研究中心双聘教授、博士生导师。他的主要研究领域为光电融合芯片设计及其建模仿真技术。主要研究贡献包括:通过集成电路与集成光子的有机结合,系统性地发展了光电融合集成参数稳定性控制研究方向,阐明了该方向的整体研究思路,在热调供电、光电融合紧凑模型及波长稳定性控制等方面做出了多项创新性的研究成果。他累计在JSSC(一作三篇)、TITTCAS-ITCAS-IIJLTOEISCAS等国际一流期刊和会议上发表一作及通讯作者论文40多篇,申请及获授权专利30余项。他现任ICTA等会议的技术委员会成员、《光通讯研究》期刊青年编委、《Frontiers of Optoelectronics》期刊青年编委、中国光学工程学会光电融合专委会委员、教育部学位与研究生教育发展中心评议专家、教育部学位中心博士论文评审专家、国家自然科学基金函评专家、JWKJW项目论证专家、中科院学部“光电融合集成”前沿交叉研判项目组成员,以及JSSC、TCAS-I、JLT、TPE、ISCAS、TCAS-II等多个期刊审稿人。同时,他开设了功率集成电路、高级功率集成电路、光电融合芯片与系统等特色课程。


陈昌,博士,上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所所长、广慈桂冠教授、博士生导师,国家级创新人才,中国科协海智专家,中国科学院上海微系统与信息技术研究所兼职研究员,上海大学微电子学院联聘导师(博导),上海市实验医学研究院副院长,上海市体外诊断芯片技术创新中心主任。他本硕就读于浙江大学,博士就读于荷语鲁汶大学(KU Leuven),曾任imec资深研究员、KU Leuven客座研究员、斯坦福大学(Stanford University)访问学者。他长期致力于生物与信息技术融合(BTIT)领域的产学研,尤其是面向生命健康和临床医学应用的半导体硅基芯片技术。基于8/12英寸Fab和CMOS兼容的设计和制造工艺,展开可大规模化的集成生物光电子的生物传感和操控的物理机制研究,通过建立分子和传感器的非对称性相互作用原理,实现微纳尺度下的超局域化、超高灵敏、超大规模的分子传感和操控技术,并拓展至生命科学和医学应用。他带领团队承担了7项国家重点研发计划、1项中国科学院项目等共计20多项政府项目或产业合作项目。在ACS Nano、Adv. Mater.、Agnew. Chem. Int. Ed.、Chem. Soc. Rev.、Nano Lett.、Nat. Commun.、Nucleic. Acid. Res.、Small等期刊发表论文60多篇,参与书籍篇章撰写2篇,申请中外专利150多项。他曾获海关总署一级成果奖、张江杰出人才、西欧DSM科技一等奖、imec杰出科学奖等,并孵化了驷格生物和近观科技两家科技型初创公司。


章羚璇,博士,陕西科技大学电子信息与人工智能学院教授、硕士生导师,杭州洛微科技有限公司顾问科学家。他的研究方向主要聚焦集成光子学,在光学相控阵芯片、固态激光雷达等领域做出了大量创新性科研成果。他本科毕业于华中科技大学光电信息工程专业,2018年获中科院西安光学精密机械研究所博士学位,后以副研究员身份入职西安光学精密机械研究所,从事集成光子学研究工作,并兼任杭州洛微科技有限公司顾问科学家,参与固态激光雷达研究工作。2023年11月入职陕西科学大学电子信息与人工智能学院担任教授职位。截止目前,他在Physics Review Letters、Laser & Photonics Review、Photonics Research、Advanced Optical Material等国际顶级期刊上发表论文30余篇,主持包括JW项目、国家自然科学基金在内科研项目约500万元。


周林杰,博士,上海交通大学特聘教授、博士生导师,教育部长江学者特聘教授。他的研究方向是光电子器件与集成,作为负责人主持和参与各类科研项目40多项(科技部973项目、863项目、重点研发计划,自然基金委重大/重点项目等)。他发表学术论文300多篇,授权专利30多项,在OFC、CLEO、GFP等国际会议上做特邀报告100多次。近年来他在国际光电子和光通信学术会议上担任分会主席和TPC委员30多次,担任IEEE Photonics Technology Letters、Advanced Photonics Nexus、MDPI Photonics等期刊编委和Optical Materials Express专题编委。2016年获得英国皇家学会牛顿高级学者基金,2014年获得自然科学基金优秀青年基金。他的研究成果曾入选中国光学“十大进展”、中国产学研合作创新奖、华为优秀合作奖等。他指导学生获得德国“洪堡学者”基金、上海市优秀毕业生、上海市优秀博士论文、上海市青年科技英才扬帆计划和启明星计划、OFC康宁最佳学生论文奖等。他负责筹建了上海交大-平湖智能光电研究院,光电子封测平台目前已服务国内100多家单位,辅助10多项科技部重点研发计划项目实现光电子芯片的封装和测试。


朱精果,博士,中国科学院微电子研究所研究员、博士生导师。他担任中国科学院微电子研究所学术委员会委员,国际数字地球学会中国国家委员会激光雷达专委会委员,中国光学工程学会理事、激光技术及应用专委会副秘书长,中国计算机学会智能汽车分会执行委员,中国兵工学会激光技术专委会委员,全国光电检测标委会(SAC/TC487)委员,科技部、北京市科技专家库专家等。他的研究领域包含激光新型探测理论、激光雷达、光电子集成、光电对抗等,主持或参与国家高分专项、科技部重点研发计划、国家自然基金、863计划、国家科技支撑计划、中科院重点部署等项目和课题40余项,组织机载、车载、地面新型激光雷达研发10余类,创新拓展了激光雷达在安防领域的应用,相关成果参展中国科学院率先成果展和建院70周年成果展等,先后获中国光学工程学会技术发明一等奖、全国激光雷达大会创新产品奖。他作为召集人或共主席组织了“中国激光技术及产业发展大会激光雷达技术及应用专题”、“无人驾驶感知未来大会激光雷达专题”、“全国激光雷达大会激光雷达系统与装备专题”等会议,做大会邀请报告20余次,发表论文60余篇、授权/申请专利30余项,参与专著撰写1部、标准撰写4项。


冯吉军,博士,上海理工大学光电信息与计算机工程学院教授、博士生导师。他在中国科学技术大学获得理学和工学学士学位,在中国科学院上海光学精密机械研究所获得光学工程博士学位。他博士毕业之后,赴日本产业技术综合研究所(AIST)进行研究工作,2015年回国加入上海理工大学庄松林院士团队,主要从事微纳光子器件及传感应用等方面的工作,研制了包括半导体黄绿光激光器、超高速全光开关、硅基三维集成光子功能芯片等系列微纳光电子器件。他发表论文近百篇、授权专利10余项,先后主持科技部国际合作、国家自然科学基金联合、面上等项目。他还是日本学术振兴会(JSPS)特别研究员、JSPS访问学者、日本信息通信研究机构(NICT)访问学者,获得上海市“东方学者”及跟踪计划、上海市青年科技启明星、上海市自然科学二等奖等资助和奖励。


黄勇军,博士,电子科技大学副教授。博士毕业于电子科技大学,后留校任教,期间曾赴美国哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校学习交流两年,师从IEEE/OSA/APS/SPIE/NAI Fellow Chee Wei Wong教授。他的研究领域主要包含基于腔光力系统的高精度微加速度计、微陀螺仪、微磁场传感器、微腔振荡器及芯片级原子钟等。他曾主持国家自然科学基金(NSFC)青年及面上、JKW173基金及GF创新特区、ZF预研基金、ZF“慧眼行动”、ZF-教育部联合基金等10余项国家级项目,对新型腔光力高精度微加速度计、微陀螺仪等惯性传感器芯片开展了系统深入的研究工作,研制出系列微惯性传感器芯片,构建了完整的腔光力微惯性传感器芯片技术体系。他发表中外高水平期刊论文100余篇,总被引3400余次,授权发明专利15项。其技术成果已联合航天科技/科工、中航工业、军事科学院、兵器工业等多家单位开展引导转化应用。他曾获四川省科技进步奖、省学术技术带头人后备、博士后创新人才支持计划、电子教育学会优秀博士学位论文奖等荣誉,并在科技部期刊《中国高新科技》做封面人物报道。


纪幸辰,博士,上海交通大学电子信息与电气工程学院长聘教轨副教授、博士生导师。他入选2021年国家“海外优青”、上海市领军人才(海外)青年项目、2022年美国光学协会基金会挑战奖获得者(全球仅10人)、2023年第三届“上海科技青年35人引领计划”获奖者、2023年全球前2%顶尖科学家年度科学影响力榜单。他于2018年博士毕业于美国康奈尔大学,2018先至2021年在美国哥伦比亚大学从事博士后研究员工作,2021年12月加入上海交通大学,长期从事集成光子学和先进微纳制造方面的研究。目前他在Nature、Science Advances、Laser & Photonics Reviews、Optica等光学领域著名期刊和会议发表论文100余篇,Google学术引用5000余次,单篇被引用超过700次,5篇论文入选ESI高被引论文且H-index为33。他承担国家自然科学基金、科技部重点研发计划,并申请中国、美国及国际专利15项,成果受到业内广泛认可,多次受邀在CLEO、OFC、POEM等国内外光学领域顶级会议做报告。他还受邀担任IEEE Photonics Conference(IPC)、OECC等会议委员会委员,Nature Photonics、Nature Communications、Laser & Photonics Reviews、Photonics Research等数十个国际知名期刊的特约审稿人。


李昂,博士,江苏省特聘教授,南京航空航天大学电子信息工程学院教授、博士生导师,微波光子技术国家级重点实验室芯片部副部长。他的研究领域包含集成光谱仪、光计算芯片、集成微波光子芯片等。博士毕业于比利时根特大学光学工程系,硕士毕业于德国柏林工大和意大利圣安娜高等研究院,本科毕业于复旦大学微电子系。他担任军科委某重点项目总师,并主持国家重点研发计划青年科学家、国家自然科学基金(面上、青年)、装备发展部快速扶持等项目,个人承担总经费逾4000万元。他以独立第一/通讯作者在Nature Communications、Light: Science & Applications、Engineering(中国工程院院刊)、Optica、Laser & Photonics Reviews等期刊发表SCI论文20余篇;在Photonics West等国内外会议作特邀报告、post-deadline报告20余次;申请/授权中美专利17项,其中6项完成产业转让。


陈昇祐,博士,深圳逍遥科技有限公司研发总监。2011年至2020年,他在西门子EDA部门担任高级研发工程经理,负责硅基光电子光电融合、模拟/射频芯片、微机电系统(MEMS)以及功率器件等多种EDA流程的开发以及全球各大晶圆厂的PDK开发。加入西门子EDA部门之前,他曾在联发科集团担任高级研发经理,负责模拟射频芯片IP的设计并提供全球晶圆厂的PDK支持;曾在台积电(TSMC)担任工艺整合工程师。他还在美国Interoperable PDK Library(IPL)联盟以及Silicon Integration Initiative(SI2)的OpenPDK联盟中,协助定义了支持多种设计方法和多EDA流程的标准PDK规范,并与全球的晶圆厂合作,建立了标准PDK和参考设计流程。他以唯一或主要作者申请21项中美专利,涵盖了链路仿真、半导体器件和工艺技术等领域。


汪巍,博士,毕业于中国科学院半导体所,现任上海微技术工业研究院硅光子总监,是上海市高层次人才,科技部信息光电子专项总体专家组专家。他从事光电集成芯片研究超过15年,为台积电(TSMC)等知名集成电路企业开发出多种用于先进微电子与光电子芯片的关键工艺和器件。他作为项目/课题负责人承担多项科技部重点研发计划项目,牵头完成上海微技术工业研究院8英寸硅光子工艺平台建设与PDK开发。他在光电子领域顶级国际会议和期刊发表论文80余篇,提交工艺与器件相关国家发明专利40余项,授权20余项。他主导上海微技术工业研究院硅光子流片服务,服务客户包括国内知名高校、科研院所和企业40余家。


杨妍,博士,中国科学院微电子研究所研究员、博士生生导师。2015年博士毕业于新加坡南洋理工大学/IME A*STAR,曾任美国半导体巨头Marvell-Inphi公司主任工程师。她的研究方向为硅基光电集成芯片设计与制造工艺,研发了3D光电集成通信芯片,负责设计研发了我国首个硅光子平台的PDK器件库,合作研制了世界最大规模集成光量子计算芯片。她发表SCI论文50余篇,包括Nature Photonics等顶级期刊,获得24项美国/中国发明专利授权,作为项目负责人承担自然基金等国家级科研项目6项。她还是国家重点研发计划首席科学家、国家级青年人才、中科院百人择优支持和北京市朝阳凤凰领军人才。


七、培训费用和报名方式咨询

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联系人:王先生
电话:0510-83481111
E-mail:WANGYi@MEMSConsulting.com


五、课程内容

课程一:片上集成光学传感技术

老师:暨南大学 教授 陈沁(点此查看老师简介)

光学传感检测技术因具有精度高、低延时和可成像等优势而得到广泛应用。随着大数据和物联网(IoT)等信息技术的迅速发展,对传感检测平台小型化和便携性的需求日益迫切。为了克服现有技术对大型专用设备的依赖,提高对现场快检、轻载荷平台等应用场景的适用性,近年来,基于微纳光学的片上集成光学传感检测技术受到了极大关注。通过集成光源、光学传感/探测单元,以及发展片上光色散等技术,可以有效地实现光学传感信号提取和光电信号转换的片上集成,从而实现系统的微型化和多功能集成。本课程讲授片上集成光学传感技术原理和发展现状,讨论并总结未来的发展方向、技术挑战和应用前景。

课程提纲:

1. 光学传感技术概述;

2. 片上集成光学传感技术架构;

3. 片上集成光学折射率传感器;

4. 片上集成光谱传感器;

5. 片上集成光谱成像传感器;

6. 片上集成光学传感技术挑战与展望。


课程二:面向光电融合传感的紧凑建模与协同仿真

老师:华中科技大学 教授 谭旻(点此查看老师简介)

光电融合芯片是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、光电二极管等电子和光子有源器件与电阻器、波导等电子和光子无源元件,按照一定的回路互连,“集成”在半导体(如硅或铟磷等化合物)芯片上,并封装在一个外壳内,执行特定功能的回路或系统。光与电一体化融合设计可以通过单片全集成实现,也可以通过封装集成实现。由于目前并没有支撑光电一体化设计的成熟仿真工具,光电融合芯片设计仍是处于初步的发展阶段。紧凑建模、仿真工具及设计方法等是光电融合芯片设计的重要研究内容。本课程介绍光电融合芯片设计的概念、挑战及进展,详解面向光电融合传感的建模与仿真,并辅以FMCW激光雷达进行说明。

课程提纲:

1. 光电融合芯片概念;

2. 基于光电融合芯片的传感技术概述;

3. 面向光电融合传感的紧凑建模与协同仿真;

4. 基于光电融合芯片的FMCW激光雷达示例;

5. 光电融合传感技术总结与展望。


课程三:基于集成生物光电子学的生物传感器

老师:上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所 教授 陈昌(点此查看老师简介)

集成生物光电子学是通过研究半导体器件和技术与生物样品和媒介之间的相互作用,从而实现对生物样品的操控、传感、成像等,或通过生物载体和技术来实现数字信息的运算、存储和传递等操控的一门新兴的交叉学科。该学科的兴起源于现代生命科学的研究对象微观化、个体化和精准化的发展趋势。为适应现代生命科学的这些特点,解决其复杂多样性所带来的检测或操控难题,发展基于半导体先进硅基技术的集成生物光电子的芯片和微系统,不仅有利于提供高度一致性、性能稳定的生物-物理器件,而且可以借助集成电路、集成光路(PIC)及光电集成技术,规模化提供高质量芯片来应对多样化的生物样品。基于集成生物光电子学的生物传感器典型应用包括无创血糖监测、基因测序、DNA数字信息存储等。本课程以集成生物光电子学为切入点,以拉曼光谱技术的芯片化为例,探讨先进光学设备微型化、芯片化的产学研一体化进程。

课程提纲:

1. 集成生物光电子学概述;

2. 基于集成生物光电子学的生物传感和操控原理;

3. 基于集成生物光电子学的生物传感器的设计与制造;

4. 基于集成生物光电子学的仪器微型化;

5. 基于集成生物光电子学的应用。


课程四:硅光子芯片级FMCW激光雷达

老师:杭州洛微科技有限公司 顾问科学家 章羚璇(点此查看老师简介)

调频连续波(FMCW)激光雷达是一种发射功率恒定但光载波频率(或相位)持续周期性变化的雷达类型,通过相干检测的方式,测量回波信号与发射信号之间由距离延时引入的调制频率差和相对速度引入的多普勒频率差,从而解调出目标的距离与速度。在同等性能指标下,连续波工作模式相比于脉冲工作模式具有更小的平均发射功率和整体功耗,同时相干检测方式比直接检测方式具有更高的灵敏度,这意味着FMCW激光雷达可以工作在更低的发射功率下。此外,FMCW激光雷达还可以避免阳光和其它激光雷达的干扰。通过硅光子及光电集成技术可将各种光学组件(激光器、扫描器、探测器等)融合于单颗芯片,实现紧凑高效的硅光子芯片级FMCW激光雷达。本课程讲解硅光子FMCW激光雷达原理和技术,以及相关硅光子芯片设计与制造,最后介绍FMCW激光雷达典型应用并展望未来趋势。

课程提纲:

1. 硅光子相控阵(OPA)技术;

2. 调频连续波(FMCW)相干探测原理;

3. 硅光子FMCW SoC和OPA扫描芯片;

4. 硅光子芯片级FMCW激光雷达设计;

5. 硅光子芯片级FMCW激光雷达应用及展望。


课程五:硅基集成固态激光雷达技术

老师:上海交通大学 教授 周林杰(点此查看老师简介)

激光雷达作为自动驾驶技术的核心部件,受到广泛关注。其中,硅基集成固态激光雷达更是被誉为下一代革命性产品,有望替代现有的机械式或MEMS激光雷达。硅光子技术与集成电路技术相兼容,可在片上集成光束扫描器件与电控制逻辑电路,有利于实现智能化控制和神经网络集成等。硅基集成固态激光雷达类型包括硅基相控阵、硅基光开关阵列等。其中,硅基集成相控阵激光雷达可将光源、光分束器、相位调制器、光转束器、探测器等集成在几平方毫米的区域,极大地减小尺寸,降低能耗。本课程首先阐述硅基集成固态激光雷达发展之路,然后深入讲解硅基相控阵技术及器件,最后总结硅基集成固态激光雷达技术现状并展望未来趋势。

课程提纲:

1. 硅基集成固态激光雷达技术路线;

2. 硅基集成相控阵激光雷达系统架构及关键器件;

3. 可调谐外腔激光器及高线性度调频连续波发射;

4. 光学相控阵光束调控芯片设计与实现;

5. 硅基集成固态激光雷达技术总结与发展趋势。


课程六:高功能密度光子集成激光雷达系统设计

老师:中国科学院微电子研究所 研究员 朱精果(点此查看老师简介)

激光雷达在智能驾驶、导航避障、周界安防、遥感测绘和特种目标探测等方面得到了广泛应用和快速迭代,各种技术方案在性能和成本方面展开了激烈竞争,而市场赢家目前仍不确定,特别是在汽车、无人机、机器人等民用领域。关于激光雷达架构的大致共识是,最有可能胜出的是纯固态解决方案,摒弃任何机械运动部件。对于纯固态解决方案,为了最大限度地实现“产量增高→成本下降”的良性循环,有必要将所有的光子器件集成在单颗芯片上,实现高功能密度光子集成激光雷达系统。本课程从激光雷达的基础知识出发,阐述激光雷达发展历程及指标体系,并根据不同应用场景需求讲解激光雷达光子集成系统架构设计方案,最后展望激光雷达集成化、智能化等发展趋势。

课程提纲:

1. 激光雷达定义、概念与特点;

2. 激光雷达发展历程及技术体制;

3. 激光雷达指标体系及关键器件;

4. 激光雷达光子集成系统架构设计;

5. 激光雷达技术发展分析及应用展望。


课程七:硅基相控光束偏转芯片及传感应用

老师:上海理工大学 教授 冯吉军(点此查看老师简介)

波束扫描指向装置是激光成像与测距系统的核心功能部件,可以采用机械式转镜系统,但在偏转速度和光束发散角(或分辨率)等方面存在瓶颈。光学相控阵(OPA)主要通过调节发射阵列中每个发射单元的相位差来改变出射的角度,不依赖机械转动就可以高效地控制光束偏转,具有功耗低、体积小、扫描速度快等优势。常见的光学相控阵材料为液晶、铌酸锂、压电陶瓷等。液晶分子在电场下改变取向的速度较慢,光束扫描速度仅为千赫兹量级,难以满足高速扫描的应用需求。铌酸锂波导相控阵主要利用普克尔效应和克尔效应,通过电场调控波导相位,光束扫描响应时间可达皮秒量级,但移相器间隔大、插入损耗较高、扫描角度较小。压电陶瓷电光系数大、透射光谱宽,利用其可实现纳秒量级的快速光控扫描,但是所需的工作电压非常高且造价较高。相较于这些方式,采用硅基波导的集成光学相控阵拥有大扫描角度、合适的调制电压以及较快的响应速度,并且与CMOS工艺线相兼容,利于实现光束扫描器件与电控逻辑电路的大规模集成。本课程详解硅基相控光束偏转芯片关键技术及其在传感领域的典型应用。

课程提纲:

1. 硅光子传感应用及光学相控阵原理;

2. 硅光子相控阵技术瓶颈及解决方法;

3. 硅基相控光束偏转芯片设计及仿真;

4. 硅基相控光束偏转芯片制作及表征;

5. 硅光子相控阵技术总结与发展趋势。


课程八:基于腔光力系统的高精度微惯性传感器:从机理到实现

老师:电子科技大学 副教授 黄勇军(点此查看老师简介)

电容式MEMS惯性传感器已经获得广泛应用,从智能手机到自动驾驶汽车,但其在精度、灵敏度及稳定性等性能指标上受到制约。近年来,随着微纳加工技术的进步,微纳光腔以及微光机电系统(MOEMS)传感器快速发展。其中,微腔光力系统已经逐渐成为新兴微纳惯性传感的全新解决方案,可广泛用于微小位移、质量、加速度、引力波等物理量的测量。以基于科氏效应的微陀螺仪为例,其可将输入角速度转换为检测位移,而微腔光力系统对位移物理量具有极高的测量精度,这为设计实现高测量灵敏度及精度、高零偏稳定性、大动态范围、不易受电磁干扰的新型高精度微陀螺仪提供了一种新的思路。本课程详解基于腔光力系统的高精度微惯性传感器,从工作机理到工程实现,涵盖加速度计、陀螺仪和磁场传感器。

课程提纲:

1. 腔光力学系统工作机理;

2. 基于腔光力系统的高精度加速度计;

3. 基于腔光力系统的高精度陀螺仪;

4. 基于腔光力系统的高精度磁场传感器;

5. 基于腔光力系统的惯性传感器总结与展望。


课程九:基于氮化硅的集成化光学相干断层扫描(OCT)系统

老师:上海交通大学 副教授 纪幸辰(点此查看老师简介)

光学相干断层扫描(OCT)是一种非侵入性成像方式,可提供组织微结构的高分辨率图像。OCT仪器作为眼科疾病最重要诊断和监测工具,每年在全球范围内进行超过3000万次扫描。如今,绝大部分高精度OCT仪器的售价超过10万美元,除此之外,如果机器未对准,则需要专业的生物医学设备技术人员来进行维修。绝大多数OCT扫描用于常规监测慢性疾病,例如年龄相关性黄斑变性、糖尿病致盲等,而高昂的仪器售价和复杂的操作使得常规监测成本极高且困难。上海交通大学纪幸辰团队基于低损耗氮化硅平台,研发低成本、便携式、集成化的OCT系统。该系统将能够以小于10微米的分辨率提供视网膜扫描,同时适用于使用不同波长的其它专业疾病的成像和诊断,例如皮肤病学、牙科和肿瘤学等。本课程介绍OCT技术及集成化发展,重点讲解基于氮化硅光子芯片的OCT组件及系统。

课程提纲:

1. 光学相干断层扫描概述:原理、分类及应用;

2. 光学相干断层扫描系统组成及集成化发展;

3. 氮化硅光子芯片简介;

4. 基于氮化硅光子芯片的光学相干断层扫描光源;

5. 基于氮化硅的集成化光学相干断层扫描系统;

6. 集成化光学相干断层扫描技术总结与展望。


课程十:硅基片上超小型单次曝光(single-shot)光谱仪

老师:南京航空航天大学 教授 李昂(点此查看老师简介)

作为光谱分析不可或缺的工具,光谱仪被应用于生物传感、医学分析、气体传感、环境分析、石油勘探及食品质量检测等领域。传统的高性能光谱仪通常是由分立的光学元件和机械部件构成,体积庞大、结构复杂、造价昂贵,极大限制了其应用范围。随着对光谱仪便携性和稳定性的要求越来越高,其小型化和集成化已成趋势。相较于其它小型化的光谱仪,片上光谱仪的尺寸缩小至芯片级,有着更明显的尺寸、重量和功耗的优势。并且,硅光子技术为光谱仪的芯片化提供了一种有效的实现方式。首先,得益于成熟的硅光子工艺,能够以较低的加工成本制造出高集成度、高成品率的光子器件。其次,通过光电集成技术,将分光器件和光电探测器集成,加上异构/异质集成的光源,可在单颗芯片上集成所需要的全部组件而构成一个功能完整光谱仪。最后,硅光子代工的MPW服务也为高性能的器件提供了低成本的产品原型验证路径。本课程以低成本集成光谱仪的需求市场为切入口,详细讲解硅基片上超小型单次曝光光谱仪的关键技术及核心组件。

课程提纲:

1. 低成本集成光谱仪市场需求及实现路径;

2. 计算重建型光谱仪概述;

3. 基于多点自耦波导的硅基片上单次曝光光谱仪;

4. 计算式光谱仪逆向设计体系;

5. 硅基片上单次曝光光谱仪总结与展望。


课程十一:硅光子技术与传感器设计精要:基础、应用与工程实践

老师:深圳逍遥科技有限公司 研发总监 陈昇祐(点此查看老师简介)

硅光子设计可以从系统功能需求出发,基于功能分析和分解,设计出光子链路,并仿真获得其可实现的功能性参数;进一步通过物理仿真与优化,获得组成光子链路的器件结构及布图设计;然后基于器件的物理模型,分析链路集成中的寄生效应并验证链路功能性,修正设计其结构参数。在整个硅光子设计流程中,目前仍面临着诸多挑战,包括光子链路的仿真、光子器件行为模型的构建等。本课程介绍硅光子技术及关键组件,重点讲解硅光子传感器设计、优化及应用,例如气体传感器应用于污染监测、生物传感器应用于健康监测等。此外,本课程还会介绍设计工具集、设计测试和封装的方法,以及光电融合设计。

课程提纲:

1. 硅光子技术基础;

2. 硅光子工艺简介;

3. 硅光子传感器工艺简介;

4. 硅光子传感器原理和应用;

5. 硅光子传感器设计工具箱;

6. 生物传感器设计与优化;

7. 气体传感器设计与优化;

8. 光电融合设计。


课程十二:硅光子传感芯片关键工艺与集成技术

老师:上海微技术工业研究院 硅光子总监 汪巍(点此查看老师简介)

硅光子技术利用成熟的硅基CMOS工艺平台,在“超越摩尔”时代带来了光芯片和电芯片集成的优势,这为硅光子芯片打开了大规模集成应用之门。硅光子芯片设计人员能够便利地使用成熟工艺的流片服务,这是硅光子传感技术实现商业化的前提之一。上海微技术工业研究院基于8英寸CMOS工艺平台,开发出两套硅光子工艺:(1)90 nm SOI有源/无源工艺;(2)180 nm氮化硅无源工艺,并研制了高性能硅光子器件库,具备中试流片能力。90 nm SOI有源/无源工艺具备三步硅刻蚀、多步有源器件掺杂、锗外延、TiN金属加热电极、双层铝互连和深硅刻蚀等关键工艺能力;180 nm氮化硅无源工艺具备LPCVD氮化硅、TiN金属加热电极、单层铝互连和深硅刻蚀等关键工艺能力。本课程讲解硅光子传感芯片关键单步工艺、成套工艺,以及晶圆级异质集成工艺(包括锗、氮化硅、铌酸锂、III-V族材料等),并辅以典型案例进行说明。

课程提纲:

1. 硅光子传感技术与市场概况;

2. 成套薄硅集成工艺及器件;

3. 成套厚硅SOI集成工艺及器件;

4. 成套介质波导集成工艺;

5. 硅光子传感技术挑战与展望。


课程十三:2.5D/3D硅基光电子集成技术及应用

老师:中国科学院微电子研究所 研究员 杨妍(点此查看老师简介)

硅基光电子芯片的集成结构主要分为四种:2D平面光电集成、2.5D光电集成、3D光电集成、单片光电集成。目前,硅基光电子芯片正从传统的基于引线键合的2D集成向基于中介层(Interposer)或贯穿硅中介层(TSI)的2.5D/3D集成发展。2.5D/3D硅基光电子集成技术可以有效缩短光芯片和电芯片之间电学互连长度、减小芯片尺寸,从而减小寄生效应、提高集成密度和降低功耗。本课程首先介绍硅基光电子集成的发展现状,然后阐述目前主流的光电集成技术方案,并且回顾了每种技术方案的代表性工作和最新进展,最后展望2.5D/3D硅基光电集成芯片的潜在应用,包括激光雷达、生化传感、数据通信及光计算等。

课程提纲:

1. 硅基光电子集成背景及核心器件设计;

2. 2.5D/3D硅基光电子集成技术;

3. 硅基光电集成晶圆工艺;

4. 2.5D/3D硅基光电子集成技术在传感/通信/计算等领域应用;

5. 2.5D/3D硅基光电子集成技术总结与展望。


六、培训费用和报名方式咨询

报名咨询:请发送电子邮件至PENGLin@MEMSConsulting.com,邮件题目格式为:报名+硅光子传感技术及应用+单位简称+人数。

培训赞助:请致电联系彭女士(17368357393),或麦姆斯咨询固话(0510-83481111)。


麦姆斯咨询
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第60期“见微知著”培训课程:新兴MEMS传感器和执行器技术

本次课程内容涵盖惯性传感器及其接口电路、谐振式MEMS器件、MEMS微镜、压电式MEMS器件(PMUT、麦克风、扬声器)、生物MEMS传感器(神经探针、生物反应器状态监测传感器),以及MEMS器件设计的进化算法。


第62期“见微知著”培训课程:单光子探测技术及应用

单光子探测是一项可实现对单个光子量级的光能量捕获和转换的技术,在量子信息(通信、计算和传感)、激光雷达、荧光寿命成像、拉曼光谱测量、正电子发射断层扫描、暗物质探测领域都起到重要的推动作用。


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硅光子传感应用呈现出“百花齐放”的景象,包括激光雷达、惯性传感、气体传感、生物传感、免疫分析、光学相干断层扫描、光谱分析等。本次培训邀请拥有丰富经验的科研学者及企业专家,为大家全面讲授硅光子传感技术及应用内容。


解析MEMS压力传感器核心技术,探索新材料赋能触觉感知应用

MEMS压力传感器具有诸多优势,包括易于批量生产、集成化与小型化、成本效益以及智能化的潜力等。新材料的发展为MEMS压力传感器带来了更广阔的前景,有望在电子皮肤、智能触觉、健康监测、人机界面、AI等领域展现巨大应用潜力。


立足红外探测核心技术,展现传统技术与创新技术的碰撞升华

本课程为大家深入讲解红外探测器及其读出电路(ROIC)发展历程和产业现状,内容覆盖从短波红外至长波红外,并结合量子点、人工微纳结构(例如超构表面)等技术论述创新之道,同时根据应用需求展望未来趋势。


气体传感器技术百花齐放,结合人工智能实现电子鼻

MEMS技术为气体传感器的小型化打开了大门,也扩展了气体传感器的消费类应用,使得气体传感与检测技术在人类日常生活中快速普及。本次培训课程为大家讲述了气体传感器的革新之路,传授了新兴的电子鼻知识,并结合应用需求展望了未来趋


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