#頭條家時光#
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㈠ 國内首條光子晶片生産線正式量産
最近，由中國科學院上海微系統與資訊技術研究所和中國電子科技集團公司等機關聯合研發的光子晶片生産線已經正式量産。這是中國在光子晶片領域研究和發展的重要裡程碑！
光子晶片能滿足通信、資料中心、雷射雷達、微波光子、醫療檢測等領域的市場需求。該生産線建成後，将填補大陸在光量子晶片晶圓代工領域的空白，有望加速國産光子晶片替代的規模化程序。
㈡ 中國晶片産業走過艱難的發展曆程
回首中國晶片産業，主要有四個階段：
第一個階段是1965-1978的自主研發階段。
第二階段是1978-1990的引進提高階段。
第三階段是1990-1999重點發展和建設階段。
第四階段是2000年-現在的高速發展時期。
經過幾十年的發展，中國晶片産業主要負責産業鍊下遊的封測環節，而處于産業鍊上遊的設計、制造環節主要集中在南韓、日本、美國等其他國家或地區。 盡管華為海思自主研發設計的麒麟9000高端晶片，代表了世界最先進的晶片水準。但是，晶片的關鍵核心技術、關鍵裝置和材料長期處于受制于人的局面。如EDA 工具、晶圓和光刻機等都被發達國家壟斷進口。以緻2018年美國決定制裁華為後，華為作為全球5G技術的領跑者，卻因為台積電拒絕代工5G晶片，至今無法出貨華為5G手機。
㈢ 深耕光子晶片技術突破, 尋求換道超車
1969年， 美國的貝爾實驗室最早提出光子晶片概念。2018年，上海交通大學金賢敏團隊成功研發出國内的首個光子計算晶片。華為在晶片供應管道被切斷之後，就展開了對于光量子晶片的研發，目前已經成功研發出了光子晶片設計軟體，這也是全球最快的量子邏輯門軟體，助力産業朝着規模化發展。華為在晶片領域的研發從來就沒有放棄，華為主動入股微源光子及長光華芯。麒麟晶片預計将會在明年回歸，矽基晶片和光子晶片的雙管齊下。2019年5月27日，香港《南華早報》網站報道，中國科學院微電子研究所微電子裝置與內建技術領域的專家殷華湘和他的團隊已經研發出3納米半導體。
2020年7月，國家下達晶片動員令，要求在2025年實作國産晶片70％的自給率，且為此成立了“晶片大學”、巨資打造了“東方芯港”，且出台了大量的優惠政策。其中，就包括針對光子晶片和傳統電子晶片兩個技術路線同時進行突破。2021年2月，清華團隊又曾發現了一種新的光源，可用于光子晶片的使用。2021年8月，中科院院士郭光燦帶領着科研團隊在光子晶片核心技術上成功地取得了重大突破。2022年，據《北大新聞網》介紹，王興軍教授團隊最新Nature文章報道，在光子內建晶片和微系統方面取得重大突破，這也是世界上首例報道了有內建微腔光梳驅動的新型矽基光電子片上內建系統。
中科院院士潘建偉在接受采訪的時候講到，随着光子晶片技術的成功突破，中國将擺脫過去晶片被卡脖子的困境，并在未來引領全球半導體産業的發展。
㈣ 光子晶片的性能遠遠優于傳統的電子晶片
晶片與傳統的電子晶片最大的不同，就在于它是以光來做載體，用光代替電，利用微納加工工藝，在晶片上內建大量的光量子器件。相比電子晶片，這種晶片的內建度更高，精準度更強，也更加穩定，同時也具有更好的相容性。
因為制作工藝的不同，光量子晶片不需要光刻機也能生産。這也意味着目前最先進的5納米、3納米晶片制程将不再是最頂尖的晶片技術，追求更小納米的晶片會完全失去意義。電子晶片的極限是0.1納米，也就是電子晶片制造裝置光刻機的實體極限。
相較于電子晶片，光子晶片對結構的要求較低，一般是百納米級，是以降低了對先進工藝的依賴。這就意味着，大陸目前14納米級的生産技術完全可以滿足光子晶片的生産需求。光子晶片預示着有更大的應用空間。
在性能方面，光子晶片的計算速度較電子晶片快約1000倍。快速傳輸大量資訊的能力說明，光學處理器非常适合處理驅動人工智能模型的大量計算。例如，人工智能光子晶片是一種光子計算架構與人工智能算法高度比對的晶片設計，有潛力廣泛應用于自動駕駛、安防監控、語音識别、圖像識别、醫療診斷、遊戲、虛拟現實、工業物聯網、企業級伺服器和資料中心等關鍵人工智能領域。
同時，光子晶片功耗比電子晶片更低。相同情況下，光子晶片的耗電量是電子晶片的1/100。2020年國内資料中心年耗電量為2045億度，占全社會用電量的2.7%，而當年三峽電站的發電量為1118億度。也就是說，一年資料儲存消耗的電量接近于兩個三峽電站的發電量。僅電費就占據了整個資料中心運作總成本的60%—70%。如果用光子晶片替代電子晶片，僅資料儲存一個單項，一年可節省用電2000億度！
綜合以上的優勢，使得光子晶片被認為是未來大容量資料傳輸、人工智能加速計算等領域最具前景的解決方案之一，也為國内晶片産業“換道超車”提供了很好的機遇。
從電子晶片更新到光子晶片，是中國晶片換道超車的重大戰略機遇。
㈤ 晶片由電到光的轉換，是大陸實作趕超的戰略機遇
在基礎理論方面，中國與美國基本處于同一水準。美國科學家于1960年發明了世界上第一台紅寶石雷射器。1961年，中國科學院長春光機所就研制出了中國第一台紅寶石雷射器。
在技術方面，中外各有優勢。比如，在光子內建技術研究方面，大陸中科院西安光機所、中科院微電子所、中科院半導體所、上海微系統所和上海交大、清華大學、浙江大學、華中科技大學等都進行了長期研究。
在銷售市場方面，2021年全球售出1.15萬億顆晶片，銷售額達到創紀錄的5559億美元，同比增長26%。中國仍然是全球最大的晶片消費市場，銷售額同比增長27.1%，達到1925億美元。光子晶片發展的決定力量是市場，隻有旺盛的市場需求，才能為光子晶片帶來巨大技術研發資金。而海量的投資，則是光子晶片技術發展的保障。
在産業鍊方面，中國擁有世界上最完善的産業鍊。一旦在光子晶片領域的商用市場被打開，中國企業勢必會成為該領域的主要力量。近日，華為入股微源光子及長光華芯，格芯推出新矽光子技術，新思科推出全球首個開放式矽光子平台……一批國内外大廠加快對“光晶片”賽道的探索布局。
中國科學院上海微系統與資訊技術研究所和中國電子科技集團公司等機關聯合研發的光子晶片生産線已經正式量産。這是中國在光子晶片領域研究和發展的重要裡程碑！曆史将再一次印證比爾.蓋茨曾經說過的那句經典名言: “打壓隻會加快中國的成長和超越。”