问题： 算力基础设施的快速发展对光互连技术提出了更高带宽、更低功耗的要求；同时，5G-A和未来6G演进也推动毫米波链路需要更高输出功率、更高效率和更小体积的阵列式发射前端。然而，传统硅基或常规驱动/功放方案在高频段面临寄生效应、热管理和功率密度等限制，系统性能与成本难以兼顾。 原因： 高速光链路的VCSEL驱动器在提升速率时，寄生电容与拓扑结构导致的带宽瓶颈日益凸显，还需平衡电光转换效率与芯片面积。毫米波发射机既要实现相控阵的相位控制和功率合成，又要解决功放的散热与效率问题。单一材料体系往往难以同时满足性能、能耗和集成度要求。虽然氮化镓器件凭借高击穿电压和高电子迁移率在高功率高频应用中具有优势，但其系统级应用仍需稳定的工艺平台和异构集成技术支持。 影响： 香港科技大学Patrick Yue团队在ISSCC上发表的两项研究成果提供了解决方案。第一项是面向并行与无线光链路的宽带高光功率VCSEL驱动器设计，采用150nm氮化镓HEMT工艺和"分离节点"拓扑结构，将高速交流信号与直流偏置分置不同节点，有效降低寄生电容。测试数据显示，该驱动器-3dB带宽达8.5GHz，支持48Gb/s NRZ和54Gb/s PAM-4电信号传输；光学输出端通过阵列方案实现40Gb/s NRZ传输，光学调制幅度8.56mW。 第二项是针对28GHz毫米波相控阵发射机的CMOS与GaN异构集成方案。通过双面倒装贴装技术将CMOS发射芯粒与GaN功放芯粒分置基板两侧，优化了电源、射频走线和热管理设计。在2×2相控阵模式下实现了41dBm饱和输出功率、40dB功率增益和30%峰值PAE。 对策： 这两项成果都基于可规模化的工艺平台实现。能讯半导体的0.15微米氮化镓工艺平台采用4英寸碳化硅衬底，适用于Sub-40GHz和28V应用场景。平台化的设计和制造能力可缩短研发周期、降低成本。同时，芯粒化和异构集成为射频前端的定制化设计提供了新思路。 前景： 高速光互连技术将继续向更高速率、更高能效发展，在短距互连等领域应用前景广阔；毫米波技术将在室内覆盖、车联网等场景拓展市场。随着氮化镓工艺成熟度的提升和系统级封装技术的发展，对应的产品将逐步实现稳定性和经济性的突破。
在全球芯片产业竞争加剧的背景下，港科大团队的成果不仅展现了创新价值，更验证了国产GaN工艺平台的可行性；国内工艺平台的持续完善正在增强我国第三代半导体领域的自主创新能力，对产业链自主可控和国际竞争力提升至关重要。