隨著電子科技產(chǎn)品的更新?lián)Q代，人們對于電子產(chǎn)品的要求也會越來越高，而決定電子產(chǎn)品性能的關(guān)鍵在于芯片。不過，隨著摩爾定律逐步逼近物理規(guī)律極限，微電子技術(shù)集成電路發(fā)展瓶頸已經(jīng)出現(xiàn)，而利用光信號進行數(shù)據(jù)傳輸、處理和存儲的光子芯片有望成為下一代芯片技術(shù)發(fā)展方向。

作為一項新興技術(shù)，光子芯片技術(shù)有望帶動整個信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)進入“從電到光”的轉(zhuǎn)變，并在未來光存儲、光顯示、光互聯(lián)、光計算，以及醫(yī)療衛(wèi)生和航天、國防等領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。目前，全球部分國家正在加緊進行科研和產(chǎn)業(yè)布局，可以預(yù)見是，未來誰能率先在光子技術(shù)上實現(xiàn)突破，誰就能搶占信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的“制高點”。

光子產(chǎn)業(yè)進入爆發(fā)前期

眾所周知，在過去的幾十年里計算機行業(yè)的發(fā)展始終遵循著“摩爾定律”——半導(dǎo)體電路晶體管的體積越來越小，單個芯片上可容納的晶體管數(shù)變得越多，并呈每18到24個月翻一番的速度在迭代增長。而晶體管數(shù)量的增多意味著處理器的速度越快、效率越高。

而為了能在高速發(fā)展的IT行業(yè)立足，芯片制造商也一直致力于研發(fā)更小的晶體管。不過，晶體管的體積已經(jīng)達到納米級別，繼續(xù)縮小的可能性正逐漸變小，“摩爾定律”的發(fā)展軌跡似乎已逼近極限。同時，晶體管依賴于電子移動來實現(xiàn)信息傳遞。而在芯片中由于光子不受電磁阻力等的影響，所以其傳播速度比電子快，可達二十倍以上。這意味著如果將半導(dǎo)體通路中的電子信號替換為光子，則芯片在不改變大小的情況下，計算機運算速度也能加快數(shù)十倍。

在業(yè)內(nèi)人士看來，光芯片在提升計算機運算速率上具有巨大的潛力，未來光子芯片替代微電子芯片將是大勢所趨。“光進電退”演進至芯片內(nèi)部，光芯片與微電子芯片比較，在算力、能耗、成本、尺寸方面優(yōu)勢明顯。光芯片不僅可用于光通信設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、無線通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、超級計算、物聯(lián)傳感、人工智能等，還可以應(yīng)用于智能手機、平板、穿戴等消費領(lǐng)域。

目前，整個IT產(chǎn)業(yè)正處在“從電到光”的轉(zhuǎn)換過程，現(xiàn)在正是集成光路發(fā)展的最佳時間點。中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人、“硬科技”理念提出者米磊認為光芯片是5G和物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，是真正人工智能時代的基礎(chǔ)設(shè)施，未來不是消費電子時代，而是消費光子時代。

隨著“消費光子”時代的到來，集成電路將走向集成光路時代，突破”摩爾定律”瓶頸；同時，消費電子時代將過渡到“消費光子” 時代，將帶來萬億美金市場。在目前光子器件的應(yīng)用領(lǐng)域中，各類攝像頭模組、生物識別技術(shù)產(chǎn)品、5G通訊技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新是未來光子器件的主要增量市場。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，下游及終端客戶對上游光子器件的要求更加精密、輕薄，加工工藝更加高效、精準(zhǔn)、復(fù)雜。隨著下游智能手機攝像、識別模組的升級、自動駕駛技術(shù)的成熟、安防監(jiān)控攝像機的智能化到無人機的普及等，直接帶動光子器件的市場需求。同時，隨著移動通信技術(shù)從4G到5G的發(fā)展，生物識別技術(shù)在消費電子中的應(yīng)用、芯片材料的改良改進等外部技術(shù)的進步，光子產(chǎn)業(yè)將迎來了良好的發(fā)展機遇。

市場研究公司MarketsandMarkets預(yù)計，到2023年，全球光子學(xué)市場的規(guī)模將從2017年的5200億美元增長到2023年的7804億美元，復(fù)合年增長率為7.0%。市場需求增長主要是受到信息通信技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、生命科學(xué)、自動化視覺等領(lǐng)域的應(yīng)用需求增長的驅(qū)動。其中，信息通信技術(shù)在整個光子學(xué)市場中占據(jù)最大的市場份額，未來將會保持著快速增長的態(tài)勢。

加速布局“新賽道”

由于這一技術(shù)未來將在數(shù)據(jù)通信、生化醫(yī)療、自動駕駛、國防安全等大顯身手，光子技術(shù)正成為資本市場的寵兒，歐美一批傳統(tǒng)集成電路和光電巨頭通過并購，正迅速進入光子領(lǐng)域搶占高地，以傳統(tǒng)半導(dǎo)體強國為主導(dǎo)的全球光子產(chǎn)業(yè)格局悄然成形。

從大企業(yè)的行動上看，蘋果、華為、英特爾、思科、IBM等國際頂尖公司紛紛布局光芯片，體現(xiàn)出行業(yè)對于光芯片的重視和投入。

而我國由于外部壓力加上關(guān)鍵技術(shù)短缺，集成電路產(chǎn)業(yè)正在艱難前行。從產(chǎn)業(yè)角度來說，我國在光芯片研發(fā)速度上有望趕超國際，因此推動國內(nèi)光芯片研發(fā)或許是為我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈紓困的關(guān)鍵一步。而我國也加快光子產(chǎn)業(yè)鏈的布局，掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，讓國內(nèi)企業(yè)擺脫對國外光芯片供應(yīng)商的依賴。

2018年1月，國家工信部發(fā)布了中國光電子器件發(fā)展五年路線圖（2018-2022），其中明確提及了中國光通信器件產(chǎn)業(yè)目標(biāo)：2022年中低端光電子芯片國產(chǎn)化率超過60%，高端光電子芯片的國產(chǎn)化率突破20%；2022年國內(nèi)企業(yè)占據(jù)全球光通信器件市場份額的30%以上，有1家企業(yè)進入全球前3名。

除了國家政策，國內(nèi)企業(yè)也紛紛加碼光芯片技術(shù)領(lǐng)域。近年來，華為加速布局光芯片領(lǐng)域，比如在英國購置500畝地建設(shè)光芯片廠，收購了英國集成光子研究中心CIP Technologies以及比利時硅光技術(shù)開發(fā)商Caliopa等，這些都展示了華為對光芯片領(lǐng)域的重視。

另外，不得不提的一家公司便是中科創(chuàng)星。早在2014年，中科創(chuàng)星便已側(cè)重在光電領(lǐng)域的布局，以突破“卡脖子”技術(shù)為目標(biāo)，在信息的獲取、傳輸、存儲、計算、顯示與交互等細分領(lǐng)域持續(xù)組網(wǎng)“修路”。目前已經(jīng)累計投資了源杰半導(dǎo)體、鯤游光電、魯汶儀器、曦智科技、阿達智能、橙科微電子、銳思智芯、芯聲智能、本源量子、洛微科技、賽富樂斯等在內(nèi)的90余家半導(dǎo)體企業(yè)。

在國家政策以及資金的大力扶植之下，我國光電產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展，中高端芯片也逐漸由國外進口，轉(zhuǎn)向自主研發(fā)、供給。在新興科技的發(fā)展與中國整體市場的推動作用下，我國光子產(chǎn)業(yè)將迎來全面發(fā)展。

而為了推進光子產(chǎn)業(yè)更快發(fā)展，由北京市科學(xué)技術(shù)委員會聯(lián)合北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會共同舉辦的“2020中國光子產(chǎn)業(yè)高峰論壇”將于11月24日在經(jīng)開區(qū)舉辦，旨在推進北京光子產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，促進企業(yè)及市場深度對接，聚集國內(nèi)外光學(xué)青年人才，著力為北京市打造新興科技品牌。

為期一天的2020中國光子產(chǎn)業(yè)高峰論壇以“聚合產(chǎn)業(yè)勢能、開啟光子元年”為主題，同期還將舉辦2020中國光子智庫閉門會議，以及光子硬科技平行論壇，浦丹光電、外號科技、中科慧遠、摩爾芯光等企業(yè)將參與論壇。

此外，本次高峰論壇還設(shè)置共同推動北京光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展項目簽約儀式。包括北京電控與西科控股的戰(zhàn)略合作簽約以及燕東微電子、電子城高科、電控產(chǎn)投、西科控股、中科創(chuàng)星、先導(dǎo)院六方集中簽約，旨在打造光電子產(chǎn)業(yè)集群，進一步提升北京光子產(chǎn)業(yè)核心競爭力，搶占未來經(jīng)濟及科技發(fā)展制高點。
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