11 月 3 日下午，2023 全球硬科技創(chuàng)新大會平行論壇——光子產(chǎn)業(yè)暨硬科技成果轉(zhuǎn)化論壇在西安舉行。中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人、陜西光電子先導(dǎo)院執(zhí)行院長米磊博士發(fā)布國內(nèi)首份光子產(chǎn)業(yè)白皮書——《光子時代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》。

《白皮書》由中國科學(xué)院西安分院、陜西省科學(xué)院和西安高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會指導(dǎo)和支持，陜西光子創(chuàng)新中心、西科控股、中科創(chuàng)星、硬科技智庫和光電子先導(dǎo)院聯(lián)合編寫。

21 世紀(jì)，是光的時代

人類社會經(jīng)歷的三次科技革命是由“機(jī)-電-光-算”為代表的底層技術(shù)推動的。當(dāng)前，隨著摩爾定律的式微，曾經(jīng)的革命性技術(shù)已難以滿足新一輪科技革命中人工智能、云計算、能源等新興產(chǎn)業(yè)的需要。2016 年，中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊博士提出“米 70 定律”。他認(rèn)為，光學(xué)技術(shù)會是未來一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，其成本會占到未來所有科技產(chǎn)品成本的 70％。如今，以光子產(chǎn)業(yè)為代表的科技創(chuàng)新的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已重塑全球創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)格局，人類即將迎來以集成光路為基礎(chǔ)設(shè)施的智能化時代。

作為以“光子產(chǎn)業(yè)”為主題的國內(nèi)首份大型研究報告，《光子時代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》對光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景、光子產(chǎn)業(yè)五大重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域以及國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀展開分析，并結(jié)合發(fā)展實(shí)際提出了我國加快發(fā)展光子產(chǎn)業(yè)的意見和建議。

《白皮書》指出，作為第四次科技革命的“基礎(chǔ)設(shè)施”，信息光子、能量光子、生物光子、空間光子和光子智能五大領(lǐng)域正孕育著一批具備引爆重大產(chǎn)業(yè)變革前景的光子技術(shù)。

隨著人工智能、航空航天、智能制造、新能源、生命科學(xué)的蓬勃發(fā)展，光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也逐漸進(jìn)入快速增長期。截至 2020 年，全球有四分之一的國家參與光子產(chǎn)業(yè)鏈分工，共有 4842 家企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售光子核心器件和產(chǎn)品，其中，中國（1804 家）和美國（946 家）合計企業(yè)占據(jù)了一半以上的市場份額。2021 年全球光電子產(chǎn)品全年收入已經(jīng)超過 2.1 萬億美元，而每年的光子產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)的估值則高達(dá) 7—10 萬億美元左右，約占全球世界經(jīng)濟(jì)總量的 11% 左右，隨著“消費(fèi)電子”過渡到“消費(fèi)光子”，光子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為全球發(fā)展最快的未來產(chǎn)業(yè)之一。


國內(nèi)首條光子芯片生產(chǎn)線正式量產(chǎn)

中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和中國電子科技集團(tuán)公司等單位聯(lián)合研發(fā)的光子芯片生產(chǎn)線已經(jīng)正式量產(chǎn)國首條光。中子芯片生產(chǎn)線正式進(jìn)入量產(chǎn)階段，這標(biāo)志著我國在芯片領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。光子芯片作為下一代高速通信和計算技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，其應(yīng)用前景廣闊。這次的突破將推動中國在全球科技競爭中再次取得領(lǐng)先地位。

中國的科技實(shí)力再次發(fā)力，首條光子芯片生產(chǎn)線正式進(jìn)入量產(chǎn)階段！這是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的突破，標(biāo)志著我國在芯片制造領(lǐng)域向前邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐。

作為一種新型的芯片技術(shù)，光子芯片利用光子學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理，具備巨大的優(yōu)勢。相比傳統(tǒng)的電子器件，光子芯片在速度、能效和容量上都具備了更高的潛力。它不僅可以實(shí)現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸，還能提供更穩(wěn)定和可靠的性能。因此，光子芯片被普遍認(rèn)為是未來高速通信、大數(shù)據(jù)處理和人工智能等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。

中國一直以來在光纖通信領(lǐng)域具有強(qiáng)大的實(shí)力和成就，而這次光子芯片生產(chǎn)線的量產(chǎn)，將進(jìn)一步鞏固中國在信息通信技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。而且，我國在光子芯片研發(fā)方面也獲得了長足的進(jìn)步，取得了一系列重要突破。這次的量產(chǎn)意味著我們有能力滿足國內(nèi)市場的需求，并在全球范圍內(nèi)具備競爭力。

此次光子芯片生產(chǎn)線的量產(chǎn)，不僅僅是我國科技實(shí)力的展現(xiàn)，更是對全球科技格局的重大沖擊。當(dāng)前，全球各國都在爭奪芯片產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)和市場份額，光子芯片作為下一代關(guān)鍵技術(shù)，將在未來的科技競爭中發(fā)揮重要作用。中國首條光子芯片生產(chǎn)線正式量產(chǎn)，無疑將在全球科技舞臺上再一次引起轟動。


臺積電押寶硅光技術(shù)

據(jù)媒體報道，臺積電已組建了一支約200人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，瞄準(zhǔn)明年即將到來的硅光子超高速芯片商機(jī)；該公司不僅正在積極推進(jìn)硅光子技術(shù)，還在與博通和英偉達(dá)等大客戶進(jìn)行談判，共同開發(fā)以該技術(shù)為中心的應(yīng)用。

報道稱，此次合作旨在生產(chǎn)下一代硅光子芯片，相關(guān)制程技術(shù)涵蓋45nm至7nm，預(yù)計最快將于2024年下半年開始迎來大單。

臺積電系統(tǒng)集成探路副總裁余振華此前表示：

“如果我們能夠提供良好的硅光子整合系統(tǒng)……我們就可以解決AI的能源效率和計算能力的關(guān)鍵問題。這將是一個新的范式轉(zhuǎn)變。我們可能正處于一個新時代的開端。”

他說，一個更好、更集成的硅光子系統(tǒng)是運(yùn)行大型語言模型（支撐ChatGPT和Bard等聊天機(jī)器人的技術(shù)）和其他人工智能計算應(yīng)用程序所需的強(qiáng)大計算能力的驅(qū)動力。


預(yù)計最快2024年會出現(xiàn)爆發(fā)式增長

分析人士稱，如20世紀(jì)70年代的微電子技術(shù)一般，硅光產(chǎn)業(yè)正處于前期擴(kuò)張階段，未來更是有望成為媲美集成電路龐大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，拉動萬億市場。

正因如此，諸如英特爾、IBM、Oracle、中興通訊等著名的半導(dǎo)體企業(yè)和信息技術(shù)企業(yè)，正投入大量的人力和財力推進(jìn)硅光的產(chǎn)業(yè)化。

這其中的標(biāo)志性事件，便是注重規(guī)模效應(yīng)的晶圓代工公司格芯（GlobalFoundries）于2022年3月份推出了硅光子平臺Fotonix，以此布局90WG和45CLO工藝節(jié)點(diǎn)以及封裝工藝，平臺合作伙伴包括4家頂級光子收發(fā)器供應(yīng)商中的3家、5家頂級網(wǎng)絡(luò)公司中的4家、4家領(lǐng)先的EDA和仿真公司中的3家，以及一些最有前途的基于光子學(xué)的初創(chuàng)公司。

報道稱，隨著臺積電、英特爾、英偉達(dá)、博通等國際半導(dǎo)體巨頭都陸續(xù)開展硅光子及共封裝光學(xué)（CPO）技術(shù)，預(yù)計最快2024年該市場會出現(xiàn)爆發(fā)式增長。

據(jù)行業(yè)人士判斷，光電封裝或?qū)⑹前l(fā)展最快的賽道，而共封裝光學(xué)（CPO）是最值得關(guān)注的技術(shù)方向。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)CIR的數(shù)據(jù)，到2027年，共封裝光學(xué)市場收入將達(dá)到54億美元。

此外，據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）估計，到2030年，全球硅光芯片市場規(guī)模預(yù)計將從2022年的12.6億美元增至78.6億美元，復(fù)合年增長率達(dá)到25.7%。