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科学家×创业者|硅光芯片逐梦人甘甫烷:15年领悟从学术到产品

文章来源:本站原创 发布时间:2022-08-31

  ·MIT博士毕业后创业三次,甘甫烷形容自己第一个创业公司是典型做学术,“自己忽悠自己”;第二个公司是做产品,小试牛刀;现在做的第三家公司才是真正的理想照进现实,希望能够将硅光子芯片真正做到大规模量产。

  ·“技术对于一个公司来讲,有10%的贡献都不得了了,做成产品的贡献是30%-40%,后面的生产质量、管理、市场占比百分之六七十,但大多数做技术的人都不知道这个情况。”

  芯片工艺制程已减小到 5nm以下,摩尔定律放缓,延续摩尔定律往前发展需要探索新的技术,曾在与电子芯片竞争中落后的光子芯片逐渐兴起。在硅光这条路上已经摸索了15年的甘甫烷一直在等待这一天的到来。“光子芯片异军突起同样离不开应用驱动,带宽需求是底层逻辑,数据暴增对光子技术的需求大规模增加,工程技术使得量产成为可能。”甘甫烷2018年创立的南通赛勒光电科技有限公司(下称赛勒)目前正处于量产前夜,硅光子芯片产品基本定型,明年将实现量产。

  赛勒是甘甫烷从美国麻省理工学院(MIT)博士毕业后的第三次创业,这一路他深有感触,科技人转型创业者需要跨越千山万水,对于他来说,这一次创业才是真正的理想照进现实。

  硅光子技术最早在1969年由贝尔实验室提出,全球硅光子技术历经50多年发展,已进入产业化。欧美一批传统集成电路和光电巨头通过并购迅速进入硅光子领域抢占高地。

  硅光子芯片是光子芯片的一种。按材料划分,光子芯片使用的材料可以分为磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)等常见三五族材料,以及铌酸锂(LiNbO₃)、聚合物、硅材料。

  其中,使用硅材料制成的光子芯片也就是硅光子芯片,通过在同一硅晶圆上集成多个相同或不同功能的硅基光子器件,实现同一芯片上一种或多种光信号的传输处理。利用硅光子还可以研发光电集成,也就是将光芯片和电芯片在同一片上集成。

  由于电子芯片在计算、存储等方面具有优势,逻辑运算能力强大,逻辑的控制和计算更多以电为主。光子最大的优点是低功耗、抗干扰能力强、传输带宽更宽。光的传输能力强,光计算在局部区域具有性能优势。

  用电子做计算、状态控制和逻辑控制,用光做传输, 实现电算光连,甘甫烷表示,“做硅光子的人梦想就是将来能不能把光和电单片集成起来,发扬光和电各自的优势。”

  信息的流动包括感知、传输、存储、处理,光子的应用也如此。在生物传感领域,利用激光器的激光反射进行探测可实现血糖无创检测,自动驾驶领域的激光雷达同样也运用了光的感知。

  “光的传输会最先起来,而且现在已经起来了。”甘甫烷表示,光子从长距离到短距离的传输应用包括数据中心的数据传输、芯片间用光传输用电计算实现互联,进一步做到芯片内部的互联,“哪一天光子技术能进入芯片内的互联,就会完全进入消费电子,这是我们硅光人的梦想。”

  而当前光的存储暂时突破不大,与电子相比,光子的弱点在于存储能力,光无法在一个地方长时间停留。在处理领域,量子计算和光计算是光子的重要应用。

  芯片工艺制程已减小到 5nm以下,摩尔定律放缓,延续摩尔定律往前发展需要探索新技术。甘甫烷认为,目前全球光子芯片的研发阶段相当于电子芯片在上世纪五六十年代的发展,曾在与电子芯片竞争中落后的光子芯片逐渐兴起。

  “任何一个伟大的发明,必须有一个很好的工程技术才会使它更加伟大。”从二极管到超大规模集成电路,CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺在其中发挥重要作用。光子芯片的工程技术触发点在于2004年英特尔在《自然》发表文章,第一次真正使用CMOS工艺实现硅光子器件。“那时候用CMOS工艺做出的硅光子器件带宽只有1G而已,但那是历史性的突破。”

  科技的发展需要延续摩尔定律,工程技术使得量产成为可能,光子芯片异军突起同样离不开应用驱动。www.581555.com,数据暴增对光子技术的需求大规模增加,带宽需求是底层逻辑。元宇宙驱动真实世界虚拟化,将一根头发丝数字化,一阵风吹过数字化的头发还要晃荡,这就需要很大计算力和传输能力。

  光子芯片何时能够像电子芯片一样无处不在?他预测再过30年、40年有机会,“那时候应用大规模起来了。”

  2000年甘甫烷从上海交通大学硕士毕业后,前往MIT(麻省理工学院)攻读博士,“对于我来说,把一项技术变成一个产品,能够应用,是一件很有成就感的事情”,进MIT的第二年,甘甫烷就想创业,“MIT的创业氛围很好,它很鼓励你把技术转化为产品,有各种比赛、会议。”当时他的导师有两个研究方向,一是做基础研究,另一个是硅光子的产业化,甘甫烷毫不犹豫选择了后者。2007年博士一毕业,他一头扎入创业。

  虽然没有任何经验,甘甫烷还是通过MIT的渠道拿到一笔融资,在美国创办了自己的第一家硅光子公司,“那时候我们就想做光电集成,替代CPU。”

  现在回想起来,甘甫烷觉得那时的自己对公司真的一无所知,除了一腔热血和一项技术,什么都不懂,“没有管理、没有文化。”再加上当时硅光子产业链和市场也尚未成熟,公司并没有如期成长起来。

  2009年他回国进入中国科学院上海微系统与信息技术研究所,希望能够积累沉淀自己。但他觉得第一次创业也教会了他很多东西,譬如“跟市场更接近一点”,“如果不重视市场,就会拖很长时间,投资人的钱也会有烧掉的一天”,还有公司管理和企业文化的重要性,使得日后他在创立赛勒时更早地重视这些问题,包括在赛勒创立之初便引入了专业的管理团队与自己搭档。

  无心插柳柳成荫,可以用来形容甘甫烷的第二次创业。2014年,一位朋友找到他,想利用硅光子的感知能力做工业检测设备。甘甫烷一听心里想,“工业传感都是土不垃圾的,又没啥高技术,做起来还不容易嘛。”

  甘甫烷用了三个月就做出来了,但交给对方后发现根本用不了。“它不是个产品,它是个样品。样品是学术的结果,仅仅有功能,一旦上规模生产就会出现很多问题。”而产品必须匹配客户需求,客户的使用场景环境很复杂,高温、高寒都可能影响产品的使用,产品需要保持质量的稳定性。

  甘甫烷花了三个月时间研发样品,但之后又耗费了两年时间才把样品最终进化成产品,实现量产。如果说第一次创业还只是理论,这次创业让他真正实践了产品如何满足市场需求。“做技术的人总想要追求更高的技术,完美的产品,一方面是真做不到,另一方面即便做完之后其实也未必是客户需要的东西,闭门造车没有意义,你必须匹配场景。”

  甘甫烷形容自己的第一个公司是典型做学术,“自己忽悠自己”;第二个公司是做产品,小试牛刀;“第三个公司我想产品和技术都要做。有一种说法是第三个公司成功率最高,我希望是这样。”

  在硅光子领域积累十多年后,2017年,甘甫烷觉得硅光子在传输上可能会有更大的发展,产业链逐渐成熟,他也看到了硅光子产品在美国开始上量的前兆。2018年3月,甘甫烷创办赛勒科技,聚焦硅光子技术产业化,研发制造25G/50G/100G/200G/400G高端光通讯收发芯片。甘甫烷表示,目前赛勒科技处于量产“前夜”,硅光子芯片产品基本定型,明年将实现量产。

  对甘甫烷来说,创业是一种生活方式。“创业是为了发财的想法很危险,因为创业本来就很难,是九死一生的过程。”安下心来做事是更重要的,他希望第三家公司能够发扬光大,将硅光子芯片真正做到大规模量产。

  作为一个科技人转型创业者,经历三次创业的甘甫烷感慨良多,“做公司的过程有时像是按下葫芦起了瓢,总有一个要起来。没技术要找技术,找到技术做产品,做完之后还得生产,生产要控制供应链,供应链很关键,你得获得低成本,然后还要销售,销售得有价格,销售过程中有时候会有恶性竞争。”

  在甘甫烷身边也有很多从研究所出去创业的人,很多人和当年的他一样大多没有创业经验,有的是一腔热血和技术,但弱点在于没有产品经验,更重要的是没有管理经验和团队概念。

  “一个技术对公司来讲有10%的贡献都不得了了,做成产品的贡献是30%-40%,后面的生产质量、管理、市场占比百分之六七十,但大多数做技术的人都不知道这个情况。”在创业这条路上摸爬滚打,与前两次相比,第三次创业他有了企业文化建设和股权搭建经验。

  中美的不同创业经历也让甘甫烷感受到两国创业氛围的差异。“美国的风险投资会问你能不能成功,你为什么跟别人一样,我觉得你成功不了。在中国会说,你跟别人不一样怎么能成功?”

  与国外的风险投资相比,中国的风险投资容错率相对低,对科技的包容度相对弱,往往希望创业公司尽快成功。“中国的投资人常常需要有兜底,有对赌协议,方便退出。”

  他也常被投资人问到,有无对标的公司和产品。“我心想,别人做了还要你干嘛?中国的投资人要对标,但如果真的是创新,怎么会有对标呢?”

  甘甫烷表示,硅光子技术当前还面临硅上发光研发难度大、光模块封装成本高、硅光子在CMOS工艺上难以完全适应等研发挑战,他希望未来能把封装做得更加简单一点,加上多材料融合,使光子芯片成为跟电子芯片一样无处不在的产品,但这需要整个产业的所有人共同努力。他觉得当前国内光子芯片领域人才浮躁,独立创新仍然偏少,事实上国内光子芯片的学术与产业水平与国际差距大约只有几年,硅光子芯片工艺制程并不需要3nm,130nm、90nm就够了,国内都能提供,“工艺不是问题,中国人足够聪明,能赶得上。”

  【编者注】“科学家×创业者”系列报道将持续关注实践科研成果产业化的科研工作者,澎湃科技希望通过报道他们的创业故事,记录中国科技产业崛起的历程,汇聚中国创新的力量。欢迎更多身兼科学家和创业者身份的人来讲述你们的故事。采访联络邮箱:返回搜狐,查看更多