中国通信协会：通信行业：硅基光电子集成技术前沿报告（2020年）（17页）.pdf

1、硅光产品解决方案。根据行业调查机构的预测，2020 年硅光模块市场将达到 7.4 亿美元，预计至 2024 年仅 100G-400G 硅光模块市场容量即可达到55 亿美元，在整个光通信模块市场占比达到1/3 以上。在量子技术领域，研究人员通过在硅光芯片上集成数百个光量子器件已研制出集成度最复杂的光量子芯片，实现了高维度、高精度、高稳定性和可编程的量子纠缠、量子操控、量子传输和量子测量。在传感领域，MIT、Voyant Photonics 等多个团队推出基于硅基光学相控阵(OPA)芯片的全固态激光雷达(LiDAR)，具有集成度高、扫描速度快、体积小、成本低等优势，可以用作无人驾驶、无人机及机器人

2、的“眼睛”，成为下一代激光雷达的重要革新。在人工智能(AI)领域，AI处理器芯片需进行的高通量、大规模矩阵运算可由硅光神经网络运算单元来完成，研究显示光神经网络芯片比传统电子计算机有两个数量级速度提升，且功耗降低达三个数量级。在新型微处理器技术上，美国 DARPA、Intel、Ayar Labs 等国外研发机构正在致力于实现硅光芯片与高性能微电子芯片的融合，并已验证了集成硅光 I/O 芯片的新一代 FPGA、CPU 和 ASIC 芯片，预计可将处理下的吞吐速率提升 100倍，同时能耗降低至 1/10，为“超越摩尔”开辟了新路径。我国在“十五”到“十三五”期间，对硅基光电子技术研究不断给予投入。

3、目前在硅基激光器/调制器/探测器等高性能单元器件、硅光片上复用技术、硅光量子芯片、硅光芯片传输功能研究和系统应用验证等核心技术方面取得了重要进展，在硅光技术基础研究方面接近国际一流水平。与此同时，经过国家和地方投入，国内企业和科研院所已经具备了一定的研发团队和产业化条件，一些企业已经实现硅光产品自主研发的突破。2018 年，中国信科集团联合国家信息光电子创新中心实现我国首款 100Gb/s 硅光芯片的正式投产，标志着国内硅光芯片产业化的突破。次年又完成我国首个 Pb/s 光传输系统实验，基于自主研制的硅光芯片和特种光纤，将传输容量提升至目前商用光纤传输系统的 10 倍，可以在 1 秒之内传输约 100 多块移动硬盘所存储的数据。