11 月 3 日下午，2023 全球硬科技創(chuàng)新大會(huì)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(zhǎng)米磊博士發(fā)布國(guó)內(nèi)首份光子產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)——《光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》。

《白皮書(shū)》由中國(guó)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(kāi)發(fā)區(qū)管理委員會(huì)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(kù)和光電子先導(dǎo)院聯(lián)合編寫(xiě)。

21 世紀(jì)，是光的時(shí)代

人類社會(huì)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(dòng)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(jì)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(huì)是未來(lái)一項(xiàng)非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)，其成本會(huì)占到未來(lái)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(lái)以集成光路為基礎(chǔ)設(shè)施的智能化時(shí)代。

作為以“光子產(chǎn)業(yè)”為主題的國(guó)內(nèi)首份大型研究報(bào)告，《光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》對(duì)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(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀展開(kāi)分析，并結(jié)合發(fā)展實(shí)際提出了我國(guó)加快發(fā)展光子產(chǎn)業(yè)的意見(jiàn)和建議。

《白皮書(shū)》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(zhǎng)期。截至 2020 年，全球有四分之一的國(guó)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(guó)（1804 家）和美國(guó)（946 家）合計(jì)企業(yè)占據(jù)了一半以上的市場(chǎng)份額。2021 年全球光電子產(chǎn)品全年收入已經(jīng)超過(guò) 2.1 萬(wàn)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(wàn)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(guò)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(lái)產(chǎn)業(yè)之一。


國(guó)內(nèi)首條光子芯片生產(chǎn)線正式量產(chǎn)

中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和中國(guó)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(guó)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(guó)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(jì)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(dòng)中國(guó)在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中再次取得領(lǐng)先地位。

中國(guó)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(guó)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(shì)。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(lái)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(guó)一直以來(lái)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(guó)在信息通信技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。而且，我國(guó)在光子芯片研發(fā)方面也獲得了長(zhǎng)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，并在全球范圍內(nèi)具備競(jìng)爭(zhēng)力。

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


臺(tái)積電押寶硅光技術(shù)

據(jù)媒體報(bào)道，臺(tái)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(lái)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(kāi)發(fā)以該技術(shù)為中心的應(yīng)用。

報(bào)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(jì)最快將于2024年下半年開(kāi)始迎來(lái)大單。

臺(tái)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(jì)算能力的關(guān)鍵問(wèn)題。這將是一個(gè)新的范式轉(zhuǎn)變。我們可能正處于一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)端?！?/span>

他說(shuō)，一個(gè)更好、更集成的硅光子系統(tǒng)是運(yùn)行大型語(yǔ)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(jì)算應(yīng)用程序所需的強(qiáng)大計(jì)算能力的驅(qū)動(dòng)力。


預(yù)計(jì)最快2024年會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)

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(lái)更是有望成為媲美集成電路龐大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，拉動(dòng)萬(wàn)億市場(chǎng)。

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(cái)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(tái)Fotonix，以此布局90WG和45CLO工藝節(jié)點(diǎn)以及封裝工藝，平臺(tái)合作伙伴包括4家頂級(jí)光子收發(fā)器供應(yīng)商中的3家、5家頂級(jí)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(bào)道稱，隨著臺(tái)積電、英特爾、英偉達(dá)、博通等國(guó)際半導(dǎo)體巨頭都陸續(xù)開(kāi)展硅光子及共封裝光學(xué)（CPO）技術(shù)，預(yù)計(jì)最快2024年該市場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

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(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)CIR的數(shù)據(jù)，到2027年，共封裝光學(xué)市場(chǎng)收入將達(dá)到54億美元。

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