助力大国崛起的光子芯片，国内该如何破局？

近年来，国家对集成电路产业越来越重视，国内企业也迎来了高速发展的机遇，芯片的突破带动了整个半导体行业的飞跃。随着摩尔定律趋于极限，未来的芯片产业将迎来新的机遇和挑战，光子集成技术是一个新的选择。

助力大国崛起的光子芯片

曾经有研究人员将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中，当给磷化铟施加电压的时候，光进入硅片的波导，产生持续的激光束，这种激光束可驱动其他的硅光子器件，于是光子芯片的设想就诞生了。

随着5G和物联网的发展，光通讯成为中国崛起的关键技术，而光子芯片是其中最核心的部件。光子芯片是组成光模块的关键技术。国家也意识到了光子芯片的重要性，2016年底，国务院发布《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，其中指出要“提升新型片式元件、光通信器件、专用电子材料供给保障能力，加强可见光通信技术的研发”；至此，发展光子芯片技术上升为国家战略。

我国的光子芯片技术落后很多

光通信产业包括光系统设备、光纤光缆、底层光器件及光芯片四大细分领域，在光系统设备、光纤光缆两大块，我国是处于全球领先的地位。但是，底层光器件及光芯片这两块上，我国严重依赖于进口，核心技术落后是不争的事实。

目前全球的光子芯片市场以博通、三菱、飞思卡尔等企业为主，它们垄断全球主要的市场。而国内虽然出现了华为、中兴、大唐、光迅、中天等企业，但核心技术仍处于落后，尤其是在高集成、高速率、大容量的芯片领域。在光器件市场方面，目前以美日公司为主，全球十大光器件厂商，一大半在它们那边。

我国的光子芯片产业面临着很多技术难点，如光子芯片的制造工艺和器件稀缺是目前面临的痛点。由于过长的波长限制芯片体积微缩的可能，同时光学装置须要更精确的做工，光束传输的些微偏差会造成巨大的问题，相对需要高技术及高成本；光电子需要小尺寸、大带宽、低功耗的调制器；陶瓷套管/插芯、光收发接口等技术也是国内困扰企业的难题。特别是在有源器件方面，我国仅几家能生产探测器管芯，而且偏向于低速率。

国内该如何破局？

一、加大产学研投入发展光子芯片核心技术

光子芯片发展最关键的就是掌握核心技术，而国内形成了很多的光子芯片研究区域，上海、武汉等地均形成了很多产学研机构研究光子芯片，也取得了不错的成绩。近年来，北京也加入其中，2013年，38所光电集成研究中心与ePIXfab联合在北京举办“ePIXfab硅光子研讨会”，未来，将会有更多的机构加入光子研究。

二、建设相关的光器件产业集群

目前，我国尚未形成具有全球影响力的光器件产业群，这是发展光子芯片产业的一大痛点。随着国内企业实力的增强，光子芯片厂商需要更多的国产器件，才能掌握自己的命运，但同时要求国内企业在光器件性能上达到国际领先的水准。

三、扶持几大有影响力的核“芯”企业

在芯片的国产化道路上，注定有企业成为先锋，而国内的华为、大唐、光迅、中天等企业发展迅速，且具有自己的核心技术和优势。如光迅科技的25G EML芯片预计明年开始批量供货，未来光迅科技的目标是在高端芯片领域实现进口替代。

我国的光芯片研发能力提升，助力5G和云计算

由于我国光芯片产业起步较晚，落后于国外很多，如今整个产业的发展相对滞后。但随着国家重视，近年来也取得了很多成绩。近日，中国的光子技术迎来利好消息，我们的科研人员与国际研究人员一起利用硅光子集成技术开发出了一款通用光量子计算芯片。据悉，这款芯片能够执行不同的量子信息处理任务，这是推动光量子计算机大规模实用化的关键一步。光芯的自给率在稳步提升，国内的光器件企业市场份额增加。

光子芯片技术为何如此重要？这是因为它是我们实现云计算和通讯的关键技术，也是中国建设成为通讯大国的必经之路。