2016年硅光子领域新进展及发展趋势

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芯片研发中的硅光子技术有何应用前景

芯片研发中的硅光子技术有何应用前景在当今科技飞速发展的时代，芯片作为信息技术的核心组件，其性能和功能的不断提升对于推动各个领域的进步至关重要。

而硅光子技术作为芯片研发领域的一项前沿技术，正逐渐展现出巨大的应用前景，为未来的信息处理和通信带来了新的可能性。

首先，让我们来了解一下什么是硅光子技术。

简单来说，硅光子技术就是利用硅材料来实现光子的产生、传输、调制和探测等功能。

与传统的电子技术相比，光子具有更高的传输速度、更低的能耗以及更强的抗干扰能力。

硅光子技术将光子学与成熟的硅基半导体工艺相结合，充分发挥了硅材料在大规模集成和低成本制造方面的优势。

在通信领域，硅光子技术的应用前景极为广阔。

随着数据流量的爆炸式增长，对通信速度和带宽的要求越来越高。

传统的电通信方式在长距离传输和高速率传输方面面临着诸多限制，而硅光子技术能够实现高速、大容量的光通信。

通过在芯片上集成光发射器、光波导和光接收器等组件，可以大大提高通信系统的集成度和性能，降低成本和功耗。

例如，硅光子技术可以用于数据中心之间的高速互联，实现更快速的数据传输和处理，满足云计算、大数据等应用的需求。

在计算领域，硅光子技术也有望带来革命性的变化。

传统的电子芯片在处理大量数据时，由于电子的传输速度和能耗限制，性能提升面临瓶颈。

而硅光子技术可以实现光计算，利用光子的并行处理能力和高速传输特性，提高计算效率。

例如，基于硅光子技术的光神经网络芯片可以大幅提高人工智能计算的速度和能效，为深度学习等应用提供更强大的支持。

此外，硅光子技术在传感器领域也具有重要的应用潜力。

利用硅光子器件对光的敏感特性，可以制造出高精度、高灵敏度的传感器，用于环境监测、生物医学检测等领域。

例如，硅光子传感器可以检测微小的物理量变化，如压力、温度、湿度等，为工业自动化和智能控制提供更精确的数据。

在消费电子领域，硅光子技术也有可能改变未来产品的形态和功能。

例如，采用硅光子技术的微型投影仪可以实现更小的体积、更高的亮度和更好的图像质量；硅光子技术还可以应用于智能手机的摄像头模块，提高图像采集和处理的性能。

硅光子是一种令人振奋的技术

硅光子是一种令人振奋的技术当互联网流量在用户和数据中心之间传递时，越来越多数据通信发生在数据中心，让现有数据中心交换互联变得更加困难，成本越来越高，由此技术创新变得十分重要与紧迫。

一种半导体技术—硅光子，具有市场出货量与成本成反比的优势，相比传统的光子技术，硅光器件可以满足数据中心对更低成本、更高集成、更多嵌入式功能、更高互联密度、更低功耗和可靠性的依赖。

华为、思科、Facebook等巨头已经在这个领域布局多年，市场爆发可能就在眼前。

硅光子是一种令人振奋的技术，是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI 等)，利用现有CMOS 工艺进行光器件开发和集成的新一代技术，结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。

这种组合得力于半导体晶圆制造的可扩展性，因而能够降低成本。

硅光子架构主要由硅基激光器、硅基光电集成芯片、主动光学组件和光纤封装完成，使用该技术的芯片中，电流从计算核心流出，到转换模块通过光电效应转换为光信号发射到电路板上铺设的超细光纤，到另一块芯片后再转换为电信号。

硅光子(SiP)实现廉价且规模生产的光连接，从根本上改变光器件和模块行业。

未来三五年内，这种情况还不会发生，但硅光子技术可能在下个十年证明它是破坏性。

基于硅光子的光连接与电子ASIC、光开关，或者(可能)新的量子计算设备的集成，将打开一个广阔的创新前沿。

预计到2022年，硅光子光收发器市场将超20亿美元，在全球光收发器市场中占比超20%。

从出货量来看，到2022年，硅光子光收发器在总光收发器出货量中的占比将不到2.5%。

这些产品中的大多数将是高端产品--100G或以上速率，因此定价也相对较高。

这似乎与许多业内专家的期望相悖，即希望硅光子能实现廉价且规模生产的光连接，并且取代现有的InP和GaAs平台。

然而，如果硅光子的主要优势是集成，它将会是最适合需。

硅光子学研究现状与发展前景

硅光子学研究现状与发展前景大连理工大学光电工程与仪器科学学院为了更好地讨论和展望硅光子学技术及其应用的现状和发展，首届中欧国际硅光子学研讨会及培训课程于2019年8月23~26日在大连理工大学举行。

本次大会由欧洲硅基光子研究平台和大连理工大学光电工程与仪器科学学院共同主办。

比利时 Lureda Photonics集成光电子设计软件和服务公司、深圳市伽蓝特科技有限公司、华为技术杜塞尔多夫股份有限公司以及普爱纳米位移技术（上海)有限公司等众多公司也纷纷提供了赞助。

此次会议旨在为科研工作者和工程技术人员提供一个报道先进研究成果、交流学科前沿动态的平台。

本次大会的学术负责人/主席为比利时皇家科学院院士、根特大学RoelBaets教授以及大连理工大学赵明山教授，会议秘书长/执行副主席为中国一比利时事务专员陈伟博士。

会议组委会成员为比利时皇家科学院院士根特大学Roel Baets教授、大连理工大学赵明山教授、中国一比利时事务专员陈伟博士、ePIXfah协调员AMul Rahim博士、大连理工大学韩秀友教授、联合微电子中心郭进博士、华南师范大学刘柳教授以及大连理工大学的武震林副教授、谷一英副教授、李晓洲副教授和胡晶晶副教授。

与会中、外宾实到人数为64人。

本次会议的主题是讨论硅光子学在各个应用领域的研究现状和发展前景，同时通过一系列的报告、讲座和交流，加深各学员对硅光子学的更高认知以及对相关硅光子技术、器件、应用等的了解和掌握。

该会议主要分为硅光子技术培训会议和研讨会。

硅光子技术培训会议首先由Roel Baets教授开始讲解，主要包括关于无源硅光子学、有源硅光子学、包装技术等基础方面的内容。

曹如平博士深入收稿日期：2019-11-2146讲解了硅光子学设计工具及流程，同时针对其方法进行了细致培训。

Abdul Rahim教授也分别从通信和硅光子技术的获得两方面来进行培训。

硅光子学技术的应用前景和挑战

硅光子学技术的应用前景和挑战硅光子学是光子学研究中的一个重要领域，它利用芯片制造技术和微纳加工技术，在硅基材料上开发出了一系列光学器件和微型系统，具备了在通信、传感、计算、医疗等多个领域的应用前景。

然而，硅光子学技术也面临着不少挑战，如如何提高能量效率、降低系统复杂度，如何应对材料和器件的制造难度，以及如何解决成本和集成度等问题。

本文将从应用前景和面临的挑战两个方面探讨硅光子学技术的发展现状。

一、应用前景1. 光通信领域在通信领域，光纤引入和升级使得光通信成为现代通信的主要方式。

而硅光子学技术则是实现通信系统个性化、高速度、低成本、小型化的关键技术。

由于硅光子学技术在集成度、无源器件等方面具有优势，它可以用来制造微型化、低功耗、高可靠性光纤通信器件，如微环谐振器和微环腔等，从而实现在芯片上的全光传输和信号处理，促进信息技术的发展。

2. 光计算领域随着计算机技术的整体升级，人们对计算机设备性能和速度的要求也越来越高。

硅光子学技术则通过光学特性实现传输和控制信息，具有速度快、数据量大、延迟低等优势，这使其成为建立新型计算系统的重要支持。

例如，利用硅光子技术可以制造出高速、高一致性的光存储器，提高存储效率，推动信息计算的发展。

3. 光传感领域在光传感领域，由于传感器的灵敏度、稳定性等要求越来越高，硅光子学技术的应用前景日益广泛。

它可以用来在芯片上制造出高灵敏度、大面积的传感器矩阵，监测物理量和化学量等重要信息，如生物分子检测、化学离子传感、气体浓度检测等，从而实现传感、监测、诊断和治疗的实时化。

二、面临的挑战1. 能量效率和系统复杂度硅光子技术的电-光转换效率比晶体管较低，在实际应用中需要大量的电能耗费来维持微波源的输出功率。

同时，硅光子器件的制造过程也复杂，导致相同功能的器件的制造成本过高。

因此，如何提高能量效率，降低硅光子学器件的成本和集成度是当前研究的重点。

2. 材料和器件技术的制造难度硅光子学技术的制造需要高度的微纳加工技术和芯片制造技术支持，包括高精度控制、自组装技术、氧化技术、等离子体刻蚀等。

硅光电子技术的新进展与前景

硅光电子技术的新进展与前景随着科技的不断发展，光电子技术已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

然而，在光电子产业中，硅光电子技术却一直没有受到足够的重视。

事实上，硅光电子技术是当今最重要的光电子技术之一，它已经成为了计算机、通讯、和能源等领域的关键技术。

在硅光电子技术领域，近年来涌现出了不少重要的新进展，这些技术成果将为未来的发展带来更广阔的前景。

一、硅光电子技术的应用硅光电子技术是利用硅材料制造光电子器件的技术。

与其他材料相比，硅具有优良的光电特性，具有良好的机械和热学性质，而且易于加工和制造。

因此，硅材料被广泛应用于各种光电子器件制造中。

在计算机领域，硅光电子技术的应用非常广泛。

计算机中的主板、芯片、和各种分立器件等都是利用硅光电子技术制造的。

现在，随着计算机技术的飞速发展，硅光电子技术也正在不断进化。

例如，硅光子晶体管已经成为计算机中的新型器件，它不仅耗能低，而且速度超快，预计将成为未来计算机发展的新方向。

此外，硅光电子技术还被应用于计算机的人机交互等领域，可以为用户提供更为方便快捷的操作方式。

在通讯领域，硅光电子技术也有着十分重要的应用。

目前，全球的通讯网络都是离不开硅光电子器件的。

硅光子器件是利用硅材料制造的光子学器件，其功耗较低，速度较快。

这些优点使得硅光子器件成为了未来通讯领域的发展方向。

同时，硅光子器件还可以被应用在光纤通讯、无线通讯、卫星通讯等领域，有着广阔的应用前景。

在能源领域，利用硅光电子技术制造太阳能电池已经成为了一种趋势。

硅太阳能电池是使用硅晶体片制成的电池，可以直接将光能转化为电能。

这种太阳能电池可以在室内和室外都使用，具有良好的适用性和效率。

未来，随着全球能源压力的增加，硅光电子技术制造的太阳能电池有望成为一种主要的能源来源。

二、硅光电子技术的新进展近年来，硅光电子技术取得了不少新的进展。

以下列举几个典型的例子：1. 全球首例硅光子计算机在美国，团队利用硅光子技术制造了一台硅光子计算机。

硅光电子学技术发展趋势与前景

硅光电子学技术发展趋势与前景随着科技的飞速发展，各行各业都在不断地拥抱数字化与智能化。

在这一过程中，硅光电子学技术越来越得到重视。

作为一种新型的电子器件，硅光电子学技术有着卓越的性能和广阔的应用前景。

本文从理论基础、工业应用和市场前景三个方面，深入探讨硅光电子学技术的发展趋势和前景。

一、理论基础硅光电子学技术是基于半导体材料研究的一个分支领域。

它通过改变半导体材料中的晶格结构，实现了光信号与电信号的互相转换。

具体来说，硅光电子学技术将半导体中的部分能级从价带中提取出来，形成了光子带。

这样，光信号就能够被半导体材料吸收并激发电子运动，并最终被转化为电信号。

因此，硅光电子学技术结合了光学、电子学和材料学等多个学科，是一种具有很高科技含量的技术。

尽管硅光电子学技术是近年来才开始大力开发的领域，但它有着更加广泛的应用前景，比如通信、计算和传感等。

因为它具有低损耗、高速度和可扩展性等优点，它已成为了解决信息传输和存储量爆炸式增长的理想选择。

二、工业应用硅光电子技术在通讯领域有着广泛的应用。

在4G和5G通讯网络中，硅光子学用于制造高效率的光纤，用于替代传统的铜缆缆线。

此外，还有许多其他领域的应用。

例如在医学成像方面，硅光电子技术被用于光学成像。

这种成像技术能够提供更高质量的成像效果，帮助医生更早地发现疾病。

在计算机领域，硅光子技术被用于制造更高速的计算器件。

这些计算器件比传统的电子设备速度更快，同时又节省了更多的电力。

三、市场前景硅光电子学技术的应用前景在市场上同样十分广泛，它可以满足企业和个人不同的需求。

下面我们一一介绍它的市场前景。

首先是移动通信。

在智能手机技术的推动下，全球移动通信日益发达，而硅光电子学技术正可以为移动通信提供更快的速度、更低的成本和更好的传输质量。

这是当前的一个巨大市场机会，也是未来的重点领域之一。

另一个发展迅速的领域是医疗器械。

硅光电子学技术可以提高计算机和视像设备的性能，从而在医疗影像领域中发挥作用。

中国硅光子行业和硅光子技术发展分析研究报告

目录第一节数据中心内部光进铜退需求迫切 (6)一、数据流量以极快速度增长 (6)二、芯片层面光进铜退成为必然 (8)三、硅光子技术有望成为颠覆 (10)第二节硅光子行业爆发将即 (12)一、硅光子技术进入集成应用阶段 (12)二、激光器和功耗方面进展为商用奠定基础 (14)三、Intel 技术规划显示硅光子行业每3 年性能提升8 倍 (17)四、预计硅光子行业两年左右可能迎来爆发 (17)第三节硅光子技术将对光通信产业进行重塑 (19)一、行业初步发展期，没有形成完整竞争格局 (19)二、行业电子属性越来越强 (20)三、下游应用端厂商切入研发制造环节 (21)第四节行业领先公司布局 (21)一、Intel ：8 月宣布100G 硅光子模组正式投入商用 (21)二、IBM：硅光子成为超级计算研究方向之一 (23)三、Acacia：2016Q3 营收达1.35 亿美元，保持高速增长 (25)四、华为：收购Caliopa 切入硅光子技术研发 (27)五、其他公司成果 (28)第五节市场空间 (29)第六节投资建议 (30)图表目录图表1：全球IP 流量（Petabytes/月，2015-2020 年） (6)图表2：2019 年全球通信网络流量99%和数据中心相关 (7)图表3：全球数据中心流量（Zettabytes／年，2015-2020 年） (7)图表4：光传输发展路径 (8)图表5：铜线在高速传输信号（>10G）时出现困难 (9)图表6：电、III-V 族、硅光子材料性能对比 (9)图表7：硅光子系统的实现展示 (10)图表8：硅光模块示意图 (11)图表9：硅光发展历程（1960s-2015） (12)图表10：硅光子器件和产品分类 (13)图表11：III-V 族混合激光器 (15)图表12：硅基拉曼激光器 (15)图表13：光传输耗电量明显减小 (15)图表14：硅光子器件传输耗电量举例 (16)图表15：硅光子行业发展催化剂 (17)图表16：硅光子行业发展风险 (18)图表17：硅光子产业链 (19)图表18：硅光子行业电子公司越来越多 (20)图表19：英特尔近10 年硅光子领域成果 (22)图表20：英特尔100Gbps PSM4 QSFP28 光学收发器性能介绍 (22)图表21：IBM 100G 分波多工CMOS 硅光子芯片 (24)图表22：IBM 100G 分波多工CMOS 硅光子芯片工作原理 (25)图表23：Acacia 产品 (26)图表24：Acacia 营收和净利情况（万美元） (26)图表25：Acacia 业务分项目预测 (27)图表26：全球硅光子市场规模预计（百万美元） (29)图表27：硅光子的其它应用 (30)表格目录表格1：III-V 族和硅基材料性能对比 (14)表格2：硅光子产业发展规划 (17)表格3：下游厂商切入硅光子技术研发环节 (21)表格4：Intel 硅光收发器模组发展计划 (23)表格5：硅光子技术是超级计算市场的重要研究方向 (23)表格6：华为目前业务表现 (27)表格7：华为硅光布局 (28)表格8：其他公司布局和产品（部分） (28)表格9：上市公司布局 (31)第一节数据中心内部光进铜退需求迫切一、数据流量以极快速度增长全球流量以爆发式速度增长全球流量正在以极快的速度发展，以国内为例，三大运营商骨干网从2009 年以前的10G带宽技术、2010 年推广40G 带宽技术、2012 年实施100G 骨干波分技术、2015 年测试400G 技术，宽带增速以倍数级增长。

硅光子技术的全面普及与应用

硅光子技术全面普及芯片间实现光传输2013/05/07关于在硅晶圆上实现光传输的“硅光子”技术，其实用化和研发的推进速度都超过了预期。

其中，日本的进展尤其显著。

日本在高密度集成技术和调制器等的小型化方面世界领先，在CMOS兼容发光技术和光子结晶的开发方面的成果也震撼全球。

硅光子技术的应用范围有望从目前的主要用途——电路板间的数据传输扩大到芯片间和芯片内的传输。

预计这方面的应用将在2020年前后实现实用化。

“硅光子”已经进入全面普及阶段。

利用该技术，各种光传输元件的大部分都可以通过CMOS技术集成到硅芯片上注1）。

注1）目前只有光源还需利用化合物半导体激光元件。

硅光子技术目前的主要用途是嵌在有源光缆（Active Optical Cable，AOC）*中的光收发器IC（图1）。

AOC在超级计算机、数据中心以及通信运营商的传输装置领域的应用迅速扩大，是用于板卡和设备高速连接的光缆。

图1：光传输的应用范围将从板卡间扩大到芯片间，再到芯片内本图为最近和不久的将来的光传输导入领域。

名为AOC（有源光缆）的服务器板卡间通信技术大部分都是利用硅光子技术的光传输。

预计今后芯片间传输、CPU内核间以及CPU内核内的全局布线等也将利用光传输。

（摄影：（a）为美高森美公司（原卓联半导体），（b）为Luxtera公司，（c）为阿尔特拉）*AOC（Active Optical Cable）＝带光收发器模块的光缆。

由于耐久性和可靠性高，在2008年前后，这种光缆在高性能计算机市场上的需求开始扩大。

调查公司Global Information发布的数据显示，2011年AOC的全球销量为30.5万根，销售额为7000万美元。

该公司预测，2016年的销量将达到78.6万根，销售额将扩大到1.75亿美元。

硅光子之所以能在AOC用光收发器领域取得这样的成绩，是因为可以通过量产大幅降低成本，这与采用CMOS技术的半导体产品一样。

而以前的AOC采用的是基于化合物半导体的分立元件，价格较高。

光通信未来方向硅光子现状及前景解读

直到两年前，业界发现传统的铜电路已经接近物理瓶颈，继续提高带宽变得越来越困难。同时云计算产业却对芯片间数据交换能力提出了更高的要求：数据中心、超级计算机通常会安装数以千计的高性能处理器，可这些芯片的协同运算能力却受到芯片互联带宽的严重制约。例如一颗Xeon CPU从与自己直接连接的内存中读取数据的带宽高达每秒40G字节，但如果是从另一颗Xeon芯片控制的内存中读入资料，带宽就会下降一半甚至三分之二。单颗芯片的性能越强、互联的芯片数量越多，较低的互联带宽就越容易成为性能提升的障碍。铜电路不仅带宽提升困难，功耗和发热也不可小视，业界对硅光学技术的需求已经到了迫在眉睫的程度。
通过一种称之为“多路复用”的技术，IBM的研究员演示了如何使芯片通过单根光纤收发4种不同颜色的红外光信号。
目前，单一链路的传输速率为每秒25Gb，4路一起最高为100Gbps。在这一速度下，一张蓝光碟片中容量为25GB的电影只需两秒即可传输完毕。
来自IBM研究院的一位高管表示，大数据和云端服务的日益普及对计算能力产生了极大的需求，而硅光子技术的大规模商用将会使得半导体行业能够满足这一需求。
4、Intel富士通携手：硅光子服务器诞生
富士通通过与Intel的大力合作，已经成功打造并展示了全球第一台基于Intel OPCIe(光学PCI-E)的服务器，而其中的核心技术就是Intel苦心研发多年的硅光子(Silicon Photonics)。
富士通使用了两台标准的Primergy RX200服务器，各自增加一个Intel硅光子模块，以及一颗Intel专门设计的FPGA芯片。后者负责必要的信号调制工作，通过MXC连接器将PCI-E协议以光信号的形式传输到扩展盒中。
IBM研究院硅光子部门经理威尔·格林（Will Green）表示，采用四路复用技术能够将数据中心的光纤成本降低50%。

硅基光子学国内外研究现状与发展趋势

专题报告-1硅基光电子学（光子学）研究概况网络信息中心文献情报服务2007年6月硅基光电子学研究概况编者案：本文介绍了硅基光电子技术的研究现状、重点研究方向、技术难点和国内外主要研究机构的大体情况。

希望能为我所学科布局的发展提供一些参考。

一、技术概述硅基半导体是现代微电子产业的基石，但其发展已接近极限。

而光电子技术则正处在高速发展阶段，此刻的半导体发光器件多利用化合物材料制备，与硅微电子工艺不兼容，因此，将光子技术和微电子技术集合起来，发展硅基光电子科学和技术意义重大。

最近几年来，硅基光电子的研究在国内外不断取得引人注目的重要冲破，世界各发达国家都把硅基光电子作为久远发展目标。

硅基光电子学包括硅基光子材料、硅基光子器件和硅基光子集成三个主要方面。

别离介绍如下：1. 硅基光子材料（1）硅基纳米发光材料目前的研究重点是如何有效地控制硅纳米晶粒的尺寸和密度，以形成具有小尺寸和高密度的有序纳米结构。

制备方式有：通过独立控制固体表面上的成核位置和成核进程实现自组织生长；在掩蔽图形衬底上的纳米结构生长；扫描探针显微术的表面纳米加工；全息光刻技术的纳米图形制备和激光定域晶化的有序纳米阵列形成等。

（2）硅基光子晶体光子晶体具有合成的微结构、周期性转变的折射率和与半导体潜在电子带隙相近的光子带隙。

按照能隙空间散布的特点，可以将其分为一维、二维和三维光子晶体。

光子晶体的实际应用是人们所关注的核心，而与成熟的硅工艺相结合是人们超级看好的方向，可出现全硅基光电子器件和全硅基光子器件，因此制备硅基光子晶体及其应用将是以后的研究重点。

在所有光子晶体制备方式中，运用多光束干与的全息光刻法有着许多长处：通过照射进程能够制成大体积一致的周期性结构，并能自由控制结构多次。

通过控制光强、偏振方向和相位延迟，制成不同的结构。

2. 硅基光子器件（1）硅基发光二极管作为硅基光电子集成中的光源，硅基发光二极管（Si-LED）的实现是硅基光电子学研究中的一个主攻方向。

硅光子学器件技术的进展与应用前景

硅光子学器件技术的进展与应用前景硅光子学器件技术是指基于硅材料的光学器件技术，其已经成为了当前最热门的研究领域之一。

硅光子学器件技术采用了微电子加工技术，通过在硅表面制造微米级别的光学器件，能够实现光学和电子晶体管之间的结合，有望将光学器件和电子器件混合在一起，推进电子、通信和计算机等领域的发展进程。

本文将从硅光子学器件技术的基本原理、最新的技术进展和应用前景三个方面进行阐述。

一、硅光子学器件技术的基本原理硅光子学器件技术的基本原理是基于硅材料的光学器件技术。

硅材料是一种具有优异的能量吸收和反射特性的半导体材料。

通过在硅表面制造微米级别的光学器件，能够实现光学和电子晶体管之间的结合。

这些光学器件利用了硅的能量吸收和反射特性，通过内置的光波导或镜面反射等技术，将光信号引导到指定位置，实现光学转换和光学信号的处理，从而完成光学器件的设计和制造。

二、最新的技术进展目前，为了满足不同的应用场景，硅光子学器件技术已经不断发展和升级。

下面就列举最新的技术进展，以纵向的方式进行叙述。

1.全光学交换技术全光学交换技术是一种通过硅光子学器件实现的全光学交换技术，采用了新的光切换开关设计方法，能够在较短的时间内实现高速光信号的转换和处理，还可以避免信号的信噪比和失真问题。

因此，全光学交换技术将会在未来的网络通讯和计算机计算领域中得到应用。

2.硅光子学电路技术硅光子学电路技术是一种基于硅芯片制造的光学电路技术，这种技术利用了硅的低成本、大规模生产和集成化的优势，开发出了用于光电转换和光学缆路控制等方面的微型硅光电子器件。

硅光子学电路技术可以实现多种功能的光学组件和电路器件的集成，可以在更高速度和更高可靠性的情况下处理传输高质量的光信号。

3.高质量互芯片连接技术互芯片连接技术是一种在硅晶片上实现封装、连接和测试的技术。

目前，互芯片连接技术已经与硅光子学器件结合起来，实现了高质量的互芯片连接。

这种技术可以确保芯片之间的高速和高质量连通，提高信号传输和处理的效率，有望在网络通讯和数据存储领域中应用。

前途无限的硅光子产业：中国正在起步

前途无限的硅光子产业：中国正在起步来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自yole，谢谢。

今天，硅光子学的主要市场是光通信。

按价值计算，硅光子占数据通信光收发器市场的 20% 以上。

我们预测，到 2027 年，这一比例将增长到 30% 左右。

硅光子越来越多地用于 500 m 距离 DR 标准连接，但它也越来越多地用于数据通信应用中的相干技术。

对 400ZR 标准技术的需求也在增加。

我们估计，2021 年芯片级市场价值为1.52 亿美元。

2027 年，市场将接近 10 亿美元。

由于平台日益成熟，这种增长将受到许多市场的推动。

医疗应用开始进入市场，许多初创公司使用硅集成光学作为制造平台。

消费者健康发展仍在继续，Rockley 宣布其 VitalSpex TM生物传感平台将于2022/23 年发货。

这将为未来将基于硅光子学的生物传感器集成到苹果或华为等大品牌的可穿戴设备中铺平道路。

使用硅光子学的光互连将使分散的数据中心能够为高性能计算(HPC) 和数据通信提供更多功率。

AyarLabs 采用这种方法，计划在2022 年首次出货。

应用将包括 HPC 和数据中心。

光子计算允许模拟人工智能 (AI) 计算比今天的数字 AI 快得多，它正在开发中，并将很快投放市场。

在汽车领域，越来越多的制造商将光探测和测距(LiDAR) 集成到其产品中。

硅光子学将使紧凑且价格合理的调频连续波(FMCW) 激光雷达和集成陀螺仪成为可能。

联合封装光学器件(CPO) 市场的增长仍然是一个悬而未决的问题，但无论如何，此类产品将与可插拔光学器件共存。

由于其集成能力，硅光子学是成为 CPO 和可插拔之间缺失环节的正确技术。

硅光子产业格局活跃。

硅光子应用的潜力导致在过去三年中创建了各种公司。

一些玩家正在利用硅光子提供的机会进入光收发器市场。

其他人则利用这个机会寻找新的应用，例如医疗、传感器、互连和计算。

英特尔仍然是市场领导者，拥有 58% 的市场份额，其次是思科，拥有29% 的份额，以及Marvell/Inphi、Sicoya 等较小的公司。

市场预测硅光子光通信器件市场到2020年达到10亿美元

市场预测硅光子光通信器件市场到2020年达到10亿美元行业资讯公司LightCounting 近期发布名为《包括硅光子（SiP）在内的光集成技术的市场机会》的报告，分析了光集成技术对数据中心和其他网络系统用光收发器模块和相关器件市场的影响。

光集成技术对光通信市场的潜在影响已在过去20年中持续占据行业的想象空间。

近年硅光子技术及产品的发展，带来了2012～2013年的几起高价并购，以及2014～2015年硅基产品。

出货量的上升。

硅光子器件供应商的制造工程师和管理层认为，硅光子产品可以具有竞争力的成本进行批量生产，并产生能够支持下一代产品研发的利润。

正如常发生于新技术发展过程中的，产品销售开始增加之日正是行业期盼开始消退的之时。

现在的问题是，2016～2021年硅光子技术对市场的影响到底有多大，以及硅光子集成技术是否会替代更为成熟的磷化铟（InP）和砷化镓（GaAs）技术，这两者已在过去十年中占据市场主导地位，并已有大量成熟产品。

2016～2021年，硅光子技术将与InP和GaAs技术出现激烈竞争，在市场上，每一个硅光子技术产品都将有对应的InP和GaAs产品，而且不会出现很多人所预测的“将大量出现基于硅光子技术的廉价光互联产品，并从本质上改变光器件和模块产业”这一景象。

硅光子技术产品的销售额将在2020年达到10亿美元，占据市场的10%。

如果硅光子技术能够经受住与已有技术的激烈竞争，并在2020年抢滩市场，它将在下一个十年对市场带来颠覆。

但这样的颠覆将需开发出晶圆级光制造、封装和测试技术，以及与实现与电子器件集成的三维晶圆堆叠技术。

目前，尽管硅光子技术带来颠覆性的可能性仍不明朗，但众多器件和模块供应商已将硅光子技术纳入其发展路线图，并开始增加研发资金，因为谁也无法承担忽视这项技术所带来的后果。

2016年多晶硅发展回顾与未来发展展望（含28家多晶硅企业产量产能数据）

2016年多晶硅发展回顾与未来发展展望（含28家多晶硅企业产量产能数据）数据来源：光伏行业协会、光伏变迁见证者、光尚资讯、光伏新闻收集整理•规模：2016年，我国多晶硅产量约19.4万吨，同比增长17.6%。

全年太阳能级多晶硅进口量约13.6万吨（含硅锭）；•成本：持续下降，部分企业成本已降至70元/kg以下；•技术：生产技术不断进步，新建5千吨级电子级多晶硅工厂，高品质产品已在半导体领域小批量应用。

表一、全球28家多晶硅生产企业产量产能数据排名不分先后，数据来源光伏变迁见证者，光伏新闻没有验证。

序号企业名称2015年产量(吨）2016年产能（吨）1 宜昌南玻6430 120002 亚洲硅业7540 150003 洛阳中硅11600 150004 四川永祥10610 150005 中能硅业74000 740006 神舟硅业4500 45007 昆明冶研1930 60008 黄河水电1959 20009 陕西天宏1200 300010 国电晶阳4186 500011 新疆大全9771 1815012 新特能源22106 2400013 盾安光伏5840 800014 REC 17000 2000015 赛维LDK 5500 600016 东方希望0 3000017 瓦克56000 8000018 四川瑞能4250 500019 OCI 48000 5200020 Woojin 5000 800021 SMP 8000 1000022 韩华10000 1300023 Sun 8000 8000Edison24 Hemlock 18000 900025 HKS 9600 1500026 德山10000 1380027 埃肯3000 300028 PTC 3000 350029 合计367022 477950一、多晶硅发展现状生产规模持续扩大。

截至2016年底，全球多晶硅产量达到37万吨，中国达到19.4万吨，同比持续增长。

【行业观察】光通信之硅光子产业：大规模部署即将展开数十亿美元市场即将引爆

【行业观察】光通信之硅光子产业：大规模部署即将展开数十亿美元市场即将引爆硅光子技术的概念一经提出，就备受行业推崇。

硅光子技术是在硅材料的基础上，利用现有CMOS工艺进行光器件的开发和集成的新一代技术。

与传统工艺相比，硅光子技术有无可比拟的优势，除此之外，由于在光通信、数据中心、国防、智能汽车与无人机等许多领域扮演着至关重要的作用，所以具有良好的发展前景。

与传统工艺相比，利用硅光子技术可以使硅光体积大幅减小，材料成本、芯片成本、封装成本降低。

除此之外，还可以通过晶圆测试等方法进行批量测试，提升测试效率。

正是由于具备这么多的优点，所以芯片相关行业企业在硅光子技术方面不断发力，并且取得了卓越的成绩。

目前，全球推出了硅光芯片产品的厂商不在少数，Intel、Luxtera、Acacia、Rockley等都具备了硅光芯片设计和制造的能力。

本年度8月，由国家信息光电子创新中心、光迅科技公司等单位联合研制的“100G 硅光收发芯片”正式投产使用，在一个不到30平方毫米的硅芯片上，集成了包括光发送、调制、接收等近60个有源和无源光元件，是目前世界上集成度最高的商用硅光子集成芯片之一。

超小型、高性能、低成本、通用化等优点，使其可广泛应用于传输网和数据中心光传输设备。

这就标志着我国也已经具备了研制硅光收发芯片的能力。

商用产品的推出标志着技术的逐步成熟，但是单纯就产业链发展来说，仍处于初级阶段，硅光子技术大规模应用尚需时日。

从市场规模来看，2017年的硅光光模块市场规模不到10亿美元，其中硅光芯片的市场规模不到4亿美元。

所以，要想真正形成规模效应，还要有一段很长的路要走。

虽然当下市场规模不大，但是硅光产业链未来发展前景可期。

首先，在流量高速增长、5G密集组网以及数据中心建设等新需求的推动下，光模块的需求量与日俱增，市场规模不断增大，作为高集成度技术方案，硅光子技术在光通信市场会逐步赢得青睐，硅光芯片需求量将提升。

其次，硅光子技术的高度集成特性在新领域存在更大需求，包括高性能的计算机、电信、传感器、生命科学以及量子运算等高阶应用需求，除此之外，自动驾驶、化学传感器等相关应用，都将为硅光产品提供广阔的空间。

硅光子平台开发获重要成果

硅光子平台开发获重要成果eeworld 近日，中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心研究员闫江团队在硅光子平台开发方面取得新进展，完成硅基波导集成的锗探测器和硅基调制器的流片并取得优良结果。

硅光子技术是集成电路后摩尔时代的发展方向之一，旨在利用基于互补金属氧化物半导体（CMOS)工艺的大规模集成电路技术在硅基衬底上进行光子器件和芯片的开发，最终实现光电单片集成。

硅光子技术的优势在于充分利用成熟的CMOS 基础设施和经验，根据市场需要，实现低成本大规模量产。

但光子器件和芯片的材料选择和工艺流程与集成电路存在一定的差异，需要进行相关工艺的开发。

近年来，欧美等国在硅光子领域已有大量投入和经验积累，并逐渐形成产业优势。

我国虽在分立器件的设计和制作方面成果显著，但国内尚无完善的硅光子工艺平台，国内设计的高端硅光子芯片基本都要在国外流片，导致成本高、周期长、难以进行工艺定制等问题，很大程度上制约了我国硅光子技术的发展。

微电子所集成电路先导工艺研发中心拥有一条完整的8 英寸CMOS 工艺线，2011 年建成以来出色完成了多项国家重大科技专项课题。

2015 年，该中心结合微电子技术和光电子技术融合的发展趋势，果断组织团队，依托先导中心CMOS 工艺线进行硅光子工艺技术的开发。

硅光子团队成立以来开展了大量细致的研发工作，并与中科院半导体研究所、中电38 所和武汉邮电科学院紧密合作，联合成立了硅光子平台开发小组，发挥各单位优势，确立了硅光子平台工艺设计工具包（PDK）方案，设计了硅光子无源和有源器件库版图，进行了多次工艺流片实验。

经过近两年的努力，成功开发了系列硅光子流片工艺模块和初版PDK，而最近有源工艺的成功开发，将向标准单元库中添加加热电极、调制器和Ge（锗）光电探测器等有源器件。

此次有源器件流片的成功，加上先导中心2016 年上半年开发成功的硅光子无。