首份產業發展白皮書正式發布，光子芯片即將來臨？

11 月 3 日下午，2023 全球硬科技創新大會平行論壇——光子產業暨硬科技成果轉化論壇在西安舉行。中科創星創始合伙人、陜西光電子先導院執行院長米磊博士發布國內首份光子產業白皮書——《光子時代：光子產業發展白皮書》。

《白皮書》由中國科學院西安分院、陜西省科學院和西安高新技術產業開發區管理委員會指導和支持，陜西光子創新中心、西科控股、中科創星、硬科技智庫和光電子先導院聯合編寫。

21 世紀，是光的時代

人類社會經歷的三次科技革命是由“機-電-光-算”為代表的底層技術推動的。當前，隨著摩爾定律的式微，曾經的革命性技術已難以滿足新一輪科技革命中人工智能、云計算、能源等新興產業的需要。2016 年，中科創星創始合伙人米磊博士提出“米 70 定律”。他認為，光學技術會是未來一項非常關鍵的基礎技術，其成本會占到未來所有科技產品成本的 70％。如今，以光子產業為代表的科技創新的技術突破和產業化應用已重塑全球創新和產業格局，人類即將迎來以集成光路為基礎設施的智能化時代。

作為以“光子產業”為主題的國內首份大型研究報告，《光子時代：光子產業發展白皮書》對光子產業發展的背景、光子產業五大重點應用領域以及國內外產業發展現狀展開分析，并結合發展實際提出了我國加快發展光子產業的意見和建議。

《白皮書》指出，作為第四次科技革命的“基礎設施”，信息光子、能量光子、生物光子、空間光子和光子智能五大領域正孕育著一批具備引爆重大產業變革前景的光子技術。

隨著人工智能、航空航天、智能制造、新能源、生命科學的蓬勃發展，光子產業的發展也逐漸進入快速增長期。截至 2020 年，全球有四分之一的國家參與光子產業鏈分工，共有 4842 家企業研發、生產和銷售光子核心器件和產品，其中，中國（1804 家）和美國（946 家）合計企業占據了一半以上的市場份額。2021 年全球光電子產品全年收入已經超過 2.1 萬億美元，而每年的光子產品和相關服務的估值則高達 7—10 萬億美元左右，約占全球世界經濟總量的 11% 左右，隨著“消費電子”過渡到“消費光子”，光子產業已經成為全球發展最快的未來產業之一。


國內首條光子芯片生產線正式量產

中國科學院上海微系統與信息技術研究所和中國電子科技集團公司等單位聯合研發的光子芯片生產線已經正式量產國首條光。中子芯片生產線正式進入量產階段，這標志著我國在芯片領域邁出了堅實的步伐。光子芯片作為下一代高速通信和計算技術的關鍵組成部分，其應用前景廣闊。這次的突破將推動中國在全球科技競爭中再次取得領先地位。

中國的科技實力再次發力，首條光子芯片生產線正式進入量產階段！這是一項具有戰略意義的突破，標志著我國在芯片制造領域向前邁出了堅實的步伐。

作為一種新型的芯片技術，光子芯片利用光子學原理進行數據傳輸和處理，具備巨大的優勢。相比傳統的電子器件，光子芯片在速度、能效和容量上都具備了更高的潛力。它不僅可以實現更快速的數據傳輸，還能提供更穩定和可靠的性能。因此，光子芯片被普遍認為是未來高速通信、大數據處理和人工智能等領域的關鍵技術。

中國一直以來在光纖通信領域具有強大的實力和成就，而這次光子芯片生產線的量產，將進一步鞏固中國在信息通信技術領域的領導地位。而且，我國在光子芯片研發方面也獲得了長足的進步，取得了一系列重要突破。這次的量產意味著我們有能力滿足國內市場的需求，并在全球范圍內具備競爭力。

此次光子芯片生產線的量產，不僅僅是我國科技實力的展現，更是對全球科技格局的重大沖擊。當前，全球各國都在爭奪芯片產業的核心技術和市場份額，光子芯片作為下一代關鍵技術，將在未來的科技競爭中發揮重要作用。中國首條光子芯片生產線正式量產，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

據媒體報道，臺積電已組建了一支約200人的研發團隊，瞄準明年即將到來的硅光子超高速芯片商機；該公司不僅正在積極推進硅光子技術，還在與博通和英偉達等大客戶進行談判，共同開發以該技術為中心的應用。

報道稱，此次合作旨在生產下一代硅光子芯片，相關制程技術涵蓋45nm至7nm，預計最快將于2024年下半年開始迎來大單。

臺積電系統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……我們就可以解決AI的能源效率和計算能力的關鍵問題。這將是一個新的范式轉變。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是運行大型語言模型（支撐ChatGPT和Bard等聊天機器人的技術）和其他人工智能計算應用程序所需的強大計算能力的驅動力。


預計最快2024年會出現爆發式增長

分析人士稱，如20世紀70年代的微電子技術一般，硅光產業正處于前期擴張階段，未來更是有望成為媲美集成電路龐大規模的產業，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體企業和信息技術企業，正投入大量的人力和財力推進硅光的產業化。

這其中的標志性事件，便是注重規模效應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工藝節點以及封裝工藝，平臺合作伙伴包括4家頂級光子收發器供應商中的3家、5家頂級網絡公司中的4家、4家領先的EDA和仿真公司中的3家，以及一些最有前途的基于光子學的初創公司。

報道稱，隨著臺積電、英特爾、英偉達、博通等國際半導體巨頭都陸續開展硅光子及共封裝光學（CPO）技術，預計最快2024年該市場會出現爆發式增長。

據行業人士判斷，光電封裝或將是發展最快的賽道，而共封裝光學（CPO）是最值得關注的技術方向。根據市場調研機構CIR的數據，到2027年，共封裝光學市場收入將達到54億美元。

此外，據國際半導體產業協會（SEMI）估計，到2030年，全球硅光芯片市場規模預計將從2022年的12.6億美元增至78.6億美元，復合年增長率達到25.7%。