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　　什么是硅光和硅光芯片

　　硅光是以光子和電子為信息載體的硅基光電子大規(guī)模集成技術，能夠大大提高集成芯片的性能，是大數(shù)據(jù)、人工智能、未來移動通信等新興產(chǎn)業(yè)的基礎性支撐技術，可廣泛應用于大數(shù)據(jù)中心、5G、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)。硅光芯片是通過標準半導體工藝將硅光材料和器件集成在一起的集成光路，主要由調(diào)制器、探測器、無源波導器件等組成，它可以將多種光器件集成在同一硅基襯底上。

　　簡單的說這種采用微電子和光電子取長補短相融合的硅基光電子技術，能在原來的硅芯片上，讓微電子與光電子同時工作，彼此優(yōu)勢互補，使其性能得到大幅提升。打個比方如果將融合了光電子和微電子的硅光芯片看成是一個聯(lián)合進行信息作戰(zhàn)的“兵團”，那么，在它納米量級的“戰(zhàn)場空間”上，光子、電子以及光電子器件等“士兵”進行協(xié)同作戰(zhàn)，在高速、驅(qū)動放大、讀出等“友軍”的積極配合下，高精尖的光電耦合封裝技術就會讓其形成功能模塊集成。

　　硅光芯片的優(yōu)勢

　　● 集成強，整合易。硅基光電子技術利用大規(guī)模半導體制造工藝這一平臺，可在絕緣體薄膜硅片上，集成信息吞吐所需的各種光子、電子、光電子器件，包括光源、光波導、調(diào)制器、探測器和晶體管集成電路等，從而在一個小小的芯片上實現(xiàn)光電子技術和微電子技術的高效整合。在量子通信、數(shù)據(jù)中心、智能駕駛、消費電子等對尺寸更加敏感的領域，有很大的應用空間，將會顛覆性改變?nèi)藗兾磥砩罘绞健?/font>

　　●帶寬大，速度快。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的流量爆炸式增長，傳統(tǒng)銅電路傳輸顯得捉襟見肘。硅基光電子技術用光通路取代芯片間的數(shù)據(jù)電路，光模塊的大帶寬，不僅可降低能耗和發(fā)熱，還能實現(xiàn)大容量光互連，有效解決網(wǎng)絡擁堵和延遲等問題。同時，用激光束代替電子信號傳輸數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速率傳輸。用戶與數(shù)據(jù)中心之間、芯片與芯片之間、計算機設備之間以及長距離通信系統(tǒng)的信息發(fā)送和接收，都將因此變得快速、穩(wěn)定。

　　●能耗少，成本低。得益于硅基材料高折射率、高光學限制能力的天然優(yōu)勢，可將光波導寬度和彎曲半徑分別縮減至約0.4微米和2微米，使其集成密度相對更高。密度增高帶來的是芯片尺寸的縮減，這勢必會帶來低成本、低功耗、小型化等獨特優(yōu)勢。

　　我國硅光產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　由于我國進入硅光領域較晚，目前主要通過并購或者與外企合作的模式切入，正處于追趕者的地位。我國目前在硅光領域開展布局的企業(yè)主要有華為、光迅科技、亨通光電、博創(chuàng)科技等。一直以來，我國硅光發(fā)展與發(fā)達國家仍存在差距。在設計、制備、封裝、測試等方面，存在架構(gòu)不夠完善、硅光芯片大部分需要國外代工、硅光器件之間的耦合以及大密度集成等等問題。

　　但是國家層面，支持硅光技術的利好政策紛至沓來，各地政府也紛紛入局。上海市明確提出發(fā)展光子芯片與器件，重點突破硅光子、光通訊器件、光子芯片等新一代光子器件的研發(fā)與應用，對光子器件模塊化技術、基于CMOS的硅光子工藝、芯片集成化技術、光電集成模塊封裝技術等方面的研究開展重點攻關。湖北省、重慶市、蘇州市等政府都把硅光芯片作為“十四五”期間的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)。

　　結(jié)語

　　硅光芯片作為新型科技，方興未艾。其發(fā)展很有可能徹底撼動芯片界。我國對于硅光芯片的研究也在不斷取得進步。讓我們拭目以待，來看看這小小芯片中所蘊涵的巨大能量。