上海将光子芯片与器件确定为面向未来的先导产业
发布时间：2021-07-26
编者按：7月21日，上海发布关于下一个5年的“9+X”战略性新兴产业和先导产业发展体系。其中，光子芯片及6G移动通信被确定为上海面向未来的先导产业。
在规划中，上海将光子芯片与器件列为“面向未来的先导产业”之首，计划未来五年，力争实现新一代光子器件在数据中心、超级计算机、汽车自动驾驶、家用机器人、电信设备以及国防装备等领域产业链的颠覆性革新。
我们看到上海着力发展光子芯片及器件产业的雄心还是蛮大的！那么，上海的底气来自哪里呢？
芯片作为现代科技“皇冠上的明珠”，受到各国格外重视！我国因为在芯片领域落后于人，受到别人“卡脖子”，这主要是电子芯片方面。
在电子芯片方面，我们如果沿着别人走过的28nm-14nm-7nm-5nm-2nm这条路走下去，即使经过努力，缩小了差距，很多专利/IP的壁垒很难绕过去，别人也可能不断找麻烦。
然而，在光子芯片领域，我国与欧美处于同一起跑线上，现在某些方面已经领先同行，如华为在全球首先做出并量产了800G光芯片。因此，我国大力发展光子芯片，是实现芯片自主可控，并赶超的有效路径！
尽管，现阶段光子芯片不可能替代电子芯片，但光子芯片拥有更高的计算速度、更低的功耗及时延，且不易受到温度、电磁场和噪声变化的影响。更重要的是，光子芯片不追求工艺尺寸的极限缩小，不受制造工艺的限制，有更多的性能提升空间。
光子芯片将在数据获取、传输、计算、存储和显示等方面逐步替代电子芯片，将会有光子芯片、光电集成芯片等多种形式。
上海将光子芯片与器件列为“面向未来的先导产业”之首，足见对光子芯片及器件的重视。
上海提出：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，在光子器件模块化技术、基于互补金属氧化物半导体（CMOS）的硅光子工艺、光通讯技术、光互连技术、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。
上海的目标，未来五年，力争实现新一代光子器件在数据中心、超级计算机、汽车自动驾驶、家用机器人、电信设备以及国防装备等领域产业链的颠覆性革新。
我们看到上海的这个雄心还是蛮大的！那么，上海的底气来自哪里？
首先是上海的两家顶级高校，上海交通大学和复旦大学。上海交大的金贤敏团队，已经打通光子芯片从设计到流片的全流程，设计了就能做出来；金贤敏团队在三维光子芯片方面已经世界领先，2018年制作的三维光子芯片在规模和精度上至今无人超越；金贤敏团队的基于CMOS工艺高速可编程的光子芯片，根本技术即将完全突破。
金贤敏，上海交通大学长聘教授、博士生导师、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室学术带头人、上海交大集成量子信息技术研究中心主任。
复旦大学下设光科学与工程系，有中科院院士1人，英国皇家工程院院士1人，有光学、光学工程两个博士点。复旦还有两个光子相关的教育部重点实验室，即上海超精密光学制造工程技术研究中心和微纳光子结构实验室。另外，复旦还有全国顶尖的微电子学院。
上海理工大学，今年5月20日，上海理工正式成立光子芯片研究院，由顾敏领衔。早在2019年，中国工程院外籍院士、澳大利亚科学院院士、澳大利亚技术科学与工程院院士顾敏，辞去皇家墨尔本理工大学副校长职务，全职加盟上海理工大学。顾敏团队致力于类脑全光学计算，为集成光电路和人工智能产业提供新一代全光芯片。
近期，顾敏院士领导的团队，创新性地利用双光子聚合飞秒激光加工技术，实现了大面积复振幅轨道角动量多路复用超表面全息技术，完美解决了纯相位依赖的通道信号串扰问题。项目中利用6mm²的光学芯片，约为指甲盖面积的1/16,记录下60帧三维全息图像，仅仅需要动态控制入射光束轨道角动量状态，即可实现30FPS的三维全息动态显示。
中科院上海光学精密机械研究所，也是我国从事光计算与光子芯片研究较早的国家级院所，实力强劲，成果累累。
光子芯片产业化方面，国内走在最前面的要算华为了。不过，华为的光子芯片研发主体在武汉，华为在武汉还自建了光子芯片生产线，已经量产。后续，随着华为海思总部部署至上海青浦研发中心，也有可能华为在上海再组建光子芯片研发团队。
信息来源：溪村风云整理：激光制造网
