光子技術(shù)作為信息技術(shù)領(lǐng)域的基礎支撐，展現(xiàn)出廣闊應用前景，尤其在未來網(wǎng)絡、高性能計算等領(lǐng)域。中國信通院發(fā)布的報告深入分析了信息光子技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，提出推動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的策略，強調(diào)光電融合與創(chuàng)新生態(tài)建設的重要性。
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欄目 科技動態(tài)】在信息技術(shù)領(lǐng)域，光子是與電子并駕齊驅(qū)的基礎性支撐技術(shù)，具有廣泛應用潛力，在未來網(wǎng)絡、高性能計算、智能感知、新型顯示等領(lǐng)域前景廣闊，有望成為新質(zhì)生產(chǎn)力的強勁引擎，對改造升級傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)具有重要意義。同時，在微電子集成電路發(fā)展趨勢放緩背景下，光子技術(shù)不追求工藝尺寸的極限縮小，有望通過光電融合等新方式開辟“后摩爾時代”新賽道。
2024年12月20日，中國信息通信研究院(簡稱“中國信通院”)正式發(fā)布《信息光子技術(shù)發(fā)展與應用研究報告(2024年)》，中國信通院技術(shù)與標準研究所吳冰冰對報告進行了解讀。
報告對信息光子的總體發(fā)展態(tài)勢、重點細分領(lǐng)域、光子材料與基礎工藝、光電融合的最新研究與應用進展等進行了系統(tǒng)分析，研判未來五到十年發(fā)展趨勢，并提出推動我國信息光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見建議。
報告核心觀點1. 概念范疇方面，“信息光子”是光子學與信息科學的交叉領(lǐng)域，將光子作為載體，通過操控光子實現(xiàn)信息的獲取、傳遞、處理和呈現(xiàn)。橫向包含光采集、光連接、光算存和光呈現(xiàn)四大細分領(lǐng)域，貫穿信息生命周期全過程；縱向包含核心光子芯片器件和材料、模塊級產(chǎn)品、系統(tǒng)級產(chǎn)品，并進一步賦能上層各類業(yè)務及應用，價值鏈不斷延伸。
2. 發(fā)展階段方面，信息光子整體處于多樣化發(fā)展階段，光通信、光存儲、光采集、光呈現(xiàn)等傳統(tǒng)方向已規(guī)模部署，并不斷向更高性能、更多場景應用等下一代路徑發(fā)展演進；同時，芯片級光互連、光計算、新型存儲等新興方向涌現(xiàn)，新范式不斷構(gòu)建，在信息化全域的重要性更加凸顯。
3. 四大細分領(lǐng)域方面，（1）光連接持續(xù)向高速率、大容量、多場景等方向演進。AI影響下速率迭代周期縮短，即將邁入T+b/s時代，并通過頻譜拓展和新型光纖等實現(xiàn)容量提升；
（2）基于光電混合架構(gòu)的專用模擬光計算為研究熱點，在處理神經(jīng)網(wǎng)絡推理等涉及大量運算工作負載、且不需要精確解的特定任務時，可作為協(xié)處理器為電計算“補充加速”；
（3）光采集基于多元化應用場景，逐步向大規(guī)模、多功能、高精度、微型化、低成本、高可靠的集成式和分布式方向演進；
（4）光呈現(xiàn)多技術(shù)方案并行發(fā)展，未來幾年預計仍將以LCD和OLED兩大技術(shù)路徑為主線，Micro LED、印刷OLED、集成化、三維化等成為新重點。
4. 共性基礎方面，光子材料多體系并存，光子集成正處于轉(zhuǎn)向規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，制造工藝與先進封裝是布局重點。其中，硅基光電子在集成度、大規(guī)模低成本制造方面具備優(yōu)勢，未來以硅基光電子為基礎平臺、采用不同材料的異質(zhì)異構(gòu)集成極具發(fā)展前景。與微電子集成電路CMOS相比，光子集成在工藝流程和復雜程度上相似，但在功能結(jié)構(gòu)單元、材料體系、標準化程度、發(fā)展規(guī)律和提升維度等方面差異明顯。
5. 交叉融合方面，一是信息光子各細分領(lǐng)域由單一領(lǐng)域獨立發(fā)展向多功能融合化演進，加速系統(tǒng)級創(chuàng)新與新應用裂變，構(gòu)建“計算+連接” “存內(nèi)計算”“通感一體”“感算融合”等新范式；
二是光電融合成為后摩爾時代重要選項，不僅在擴展摩爾方向鋒芒初露，在超越CMOS方向亦有諸多可能性。
6. 意見建議方面，我國及美、歐、日、韓等全球主要經(jīng)濟體均高度重視光子能力構(gòu)建，為推動信息光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需加強戰(zhàn)略研究與統(tǒng)籌規(guī)劃、提升創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)基礎、深化生態(tài)建設與應用牽引，促進多方要素形成合力，“政產(chǎn)學研用”各類主體共同打造融合式創(chuàng)新。
