硅光芯片有望代替传统芯片

硅光技术是以硅和硅基衬底材料（如SiGe/Si、SOI等）作为光学介质，通过互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件（包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等），并利用这些器件对光子进行发射、传输、检测和处理，以实现其在光通信、光传感、光计算等领域中的实际应用。

硅光子芯片即将代替传统芯片。硅光子技术的核心理念是“以光代电”，将光学器件与电子元件整合到一个独立的微芯片中，利用激光作为信息传导介质，提升芯片间的连接速度。随着流量的持续爆发，芯片层面的“光进铜退”将是大势所趋。

硅光子技术，是让光子作为信息载体，实现信号传输的安全性和可靠性，是一项面向未来的颠覆性、战略性和前瞻性技术。集成电路的发展沿着摩尔定律已趋于极限，硅光子技术是超越摩尔研究领域的发展方向之一。通过硅光集成，用光代替原来的电进行传输，成本有可能降低到原来的十分之一甚至更低。

当下传统芯片到达天花板。25Gbps已接近传输速率的瓶颈，进一步提升速率需要采用PAM4等技术。随着高速光模块在数据中心的大量运用，传统III－V族半导体的光芯片将面临并行传输、三五族磊晶成本高昂等问题。此背景下，硅光子技术应运而生，成为III－V族半导体之外的一大选择。

硅光子是一种令人振奋的技术，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。

如20世纪70年代的微电子技术一般，硅光产业正处于前期扩张阶段，未来更是有望成为媲美集成电路庞大规模的产业，拉动万亿市场。正因如此，诸如Intel、IBM、Oracle、中兴通讯等著名的半导体企业和信息技术企业，正投入大量的人力和财力推进硅光的产业化。

在需求与资源投入的双重驱动之下，近几年硅光产业呈现高速增长态势，根据知名半导体分析机构Yole的预测，硅光市场将从2020年的约0.87亿美元增长到2025年的约11亿美元，复合年增长率达49%。目前，硅光在光通信尤其是数通短距场景已取得局部商业成功，正在逐步拓展至光传感、光计算等新兴应用领域，尤其是光传感领域的可穿戴健康监测芯片，随着健康监测版本Apple Watch的发布，硅光将陆续打开市场局面并保持高速增长。

现在有两种观点：一种是传统芯片发展已经遇到了天花板，硅光芯片将代替传统芯片，从此也就打破了美国的技术垄断。一种观点是光和电是在两个‘赛道’上，各有自己的应用场景。硅光集成电路虽然目前仍处于初级发展阶段，不过其成为光器件的主流发展趋势已成必然。总体来说，目前只在个别计算和传输领域，光子芯片可以替代电子芯片。

硅光的应用场景

光通信领域——硅光芯片的主要应用场景。目前，产业内已基本建立了面向数据中心、光纤传输、5G承载网、光接入等市场的系列硅光通信产品解决方案，其中数据中心光通信是硅光的最大市场，微软的内部数据中心互连有超过40%是基于硅光芯片实现。

我国硅光芯片发展迅速

　　2017年11月28日，工信部正式批复同意武汉建设国家信息光电子创新中心，该中心由光迅科技、烽火通信、亨通光电等国内多家企业和研发机构共同参与建设，汇聚了国内信息光电子领域超过60%的创新资源，承载着解决我国信息光电子制造业“关键和共性技术协同研发”及“实现首次商业化”的战略任务，着力破解信息光电子“缺芯”的局面。

　　2017年，上海市政府将硅光子列入首批市级重大专项，投入大量经费，布局硅基光互连芯片的研发和生产，旨在打造硅光芯片全产业链，掌握关键核心技术，让国内企业摆脱对国外供应商的依赖。

　　2018年10月，由重庆市政府重磅打造的国家级国际化新型研发机构联合微电子中心有限责任公司在重庆注册成立，首期投资超100亿元。

　　工信部2017年底发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018—2022年）》指出，目前高速率光芯片国产化率仅3%左右，要求2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%，高端光电子芯片国产化率突破20%。

　　在政策支持下，我国硅光芯片发展迅速。2018年1月，国内第一个硅光子工艺平台在上海成立，缩小了我国在加工制造上与国外的差距。

　　2018年8月29日，中国信科宣布我国首款商用“100G硅光收发芯片”正式投产。

　　2019年9月，联合微电子中心有限责任公司实现了8英寸硅基光电子技术工艺平台的通线。仅仅几个月，其自主开发的硅光工艺就达到了非常好的水平，并正式向全球隆重发布“180nm成套硅光工艺PDK”，这标志着该公司具备硅基光电子领域全流程自主工艺制造能力，开始向全球提供硅光芯片流片服务。

　　国家层面，支持硅光技术的利好政策纷至沓来，各地政府也纷纷入局。上海市明确提出发展光子芯片与器件，重点突破硅光子、光通讯器件、光子芯片等新一代光子器件的研发与应用，对光子器件模块化技术、基于CMOS的硅光子工艺、芯片集成化技术、光电集成模块封装技术等方面的研究开展重点攻关。湖北省、重庆市、苏州市等政府都把硅光芯片作为“十四五”期间的重点发展产业。各地将发挥自己原有的芯片产业基础，并积极引进新的企业，各尽所能发展硅光芯片产业

我国要在上海打造全产业链，包含芯片设计、制造、封装、测试等各个环节。如熹联光芯、赛勒光电、羲禾科技、雨数光科等大批创业企业也纷纷涌入硅光赛道，

资本市场已经形成硅光芯片概念股：1、光迅科技002281： 　　2、永鼎股600105： 　　3、新易盛300502： 4、华工科技000988： 　　5、中际旭创300308： 　　6、亨通光电600487：

亨通光电：与英国洛克利硅光子公司合作的100G硅光子模块项目已完成100Gbps硅光芯片的首件试制和可靠性测试。公司拟定增募资51.35亿元，投向100G/400G硅光模块研发及量产项目;

　　光迅科技：已完成硅光有源芯片首轮设计开发、流片和测试，大功率硅光光源的输出功率、硅光调制芯片带宽均得到有效提升，为硅光产品化应用扫除关键技术障碍。