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盘点光子芯片中外发展态势

2020-09-07 15:14
Ai芯天下
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前言:

5G网络技术快速发展,信息传输容量和速率关系国计民生,光通信产业由此成为各国战略布局的重要领域。谁能率先在光芯片技术上实现突破,谁就能抢占光通信产业链的“制高点”。

光子芯片即将成主流

中科院专家介绍,光芯片正在逐步取代传统的电芯片,成为通信芯片、人工智能芯片的主流。

光芯片也即光电子通信芯片,主要应用于光通信领域,是用来完成光电信号转换的。它相当于信息中转站,在移动设备上属于一个核心设备。

光芯片是将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中。当给磷化铟施加电压时产生光束,光束进入硅片的波导,产生持续的激光束,激光束可以驱动其他硅光子器件。

在光通讯领域的带动下,硅基光电子技术在过去十年成长显著。通过在传统 CMOS 芯片上蚀刻微米级别的光学元器件,从而提高光学元器件的集成度。

AI芯天下丨盘点丨光子芯片中外发展态势

光子芯片决定系统性能

与传统电子芯片相比,具有运算速度快、信息失真小、消耗能量少等突出优势。在光通信系统中,光子芯片占据着技术与价值的制高点,光芯片的性能直接决定着整个系统的性能。

作为一种完全不同于电子计算的技术,光子计算以光子为信息处理载体,依赖光硬件而非电子硬件,以光运算代替电运算,擅长快速并行处理高度复杂的计算任务,但它一直没找到合适的应用场景,且受限于传统分离式光子器件,具有光场调控手段单一、光子设计体积庞大的缺点。因此,光子计算一直都停留在实验室阶段。

AI芯天下丨盘点丨光子芯片中外发展态势

我国光通信技术有待提升

我国光通信产业中、下游发展迅猛,但上游芯片仍严重依赖进口,独立生产光通信芯片的企业较少。现在市面上,大多数还是以电子芯片为主流,光子芯片需要深厚的技术积累,研发和生产周期长,所以光通信芯片技术成为中国光通信产业的软肋。

如光子芯片的制造工艺和器件稀缺是目前面临的痛点。由于过长的波长限制芯片体积微缩的可能,同时光学装置须要更精确的做工,光束传输的些微偏差会造成巨大的问题,相对需要高技术及高成本;光电子需要小尺寸、大带宽、低功耗的调制器;陶瓷套管/插芯、光收发接口等技术也是国内困扰企业的难题。

AI芯天下丨盘点丨光子芯片中外发展态势


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