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光子芯片：高速率、低功耗 光子芯片，就是利用光子作为信息载体，而不需要电子的参与。这一概念从提出到研发也有半世纪之久，但产业规模一直以来都很小。 主要归结于光子之间的相互作用非常微弱，无法形成低成本、低能耗的功能器件。落在产业发展上，就意味着光子芯片的设计、加工、封测周期较长，以现有技术难以攻克应用难题。 因其自身局限性，导致光子芯片的功能受限，此前行业研究也一直集中于基础研究，产业规模基本可以说是没有。所以，光电子芯片的研发就成为了行业主流。 囿于纯电子芯片或者光子性能不够，利用光子和电子的光电反应，是一个很好的解决办法。这其中，硅基光电子芯片是目前半导体芯片发展的最高级阶段，也即将光子加入到目前的硅基集成电路中间去，形成一个既快速又便宜的新型大规模光电集成芯片。 但需要注意的是，对于硅基电子芯片而言，目前3nm制程是当前全球最先进的芯片工艺，等到发展到1nm，就逼近了硅原子的物理极限，很难再突破。 面对物理极限和地缘政治挤压，我国又将目光投射到“光子芯片”上。 虽然此前光子芯片存在发展瓶颈，但行业人士对其性能却是不担心的。 光子芯片由密集的分立集成光学元件组成，相较于电子芯片，光子芯片计算速度快、功耗更低。 不仅如此，光子芯片对结构的要求较低，一般是百纳米级，因此降低了对先进工艺的依赖，使用我国已相对成熟的原材料及设备就能生产，而无需像电子芯片一样，必须使用EUV等极高端光刻机。 在光子芯片领域的研究正在持续推进中，不管是理论还是实践。 在2022 中国光学领域十大社会影响力事件（Light10）中，自学习可编程光子芯片面世，就为推进光子芯片行业提供了理论支持。 至于实践。去年10月，根据《北京日报》报道，国内首条“多材料、跨尺寸”的光子芯片生产线预计将于2023年在京建成，填补我国在光子芯片晶圆代工领域的空白，并称光子芯片的计算速度及传输速率是电子芯片的1000倍，而功耗仅为电子芯片的九万分之一。 局面在逐渐改善。 |
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