BOB半岛关于光电芯片的几点总结

　　BOB半岛自德州仪器和仙童半导体在 1958 年分别发明集成电路以来，以硅为基础的电子计算机已成了计算设备的标准。经过几十年的发展，

　　光子计算被认为是最有希望的未来技术。与半导体芯片相比，光电芯片用超微透镜取代晶体管，以光信号代替电信号进行运算。光电芯片无需改变二进制计算机的软件原理，但可以轻易实现极高的运算频率，可以有效弥补电子芯片在数据处理能力和高速稳定运行方面的短板，消费电子的市场已触到了天花板BOB半岛，而消费光子的时代已然来临。

　　在人类的进化史中BOB半岛，芯片不但肩负着对信息运算、与存储的重任，它同时也承载着对信息传递的使命。在这个电子信息化高速发展的年代，我们开始追求更大信息传输量、更快传输速度、更安全稳定的传输方式。传统的电信号传输已经渐渐无法满足我们日常生活的需求光通讯便应运而生，而光通信的核心便是光子芯片。

　　光子芯片可以简单的理解为用光子代替电子芯片中的电子，从而进行信息的处理与数据的传送。不难理解，光子比电子更难掌控，但对于信息的处理和传送速度更快、更加安全、高效。该技术的关键点是如何在纳米尺寸高度集成的芯片上实现人们像操纵电子那样操控光子。光电子技术的代表便是光子芯片（Photon chip）。光子芯片又称光芯片，目前广泛应用于光通信（Optical Communication）领域，可实现光通信系统中电信号和光信号之间的相互转换。光芯片一般是采用 InP（磷化铟）/GaAs/In InGaAsP 等 III-V 族发光材料制作而成，其中硅光子芯片一般是硅和其它 III-V 族发光材料混合集成，其基本工作原理是当给磷化铟施加电压的时候，产生持续的激光束，进而驱动其他的硅光子器件。目前，光通信领域的光芯片主要是 InP 基芯片，而硅基芯片被认为是具有极大潜力的下一代芯片。

　　光芯片在实现光通信的过程中起着至关重要的作用，是组成光收发模块的基础元件。光通信器件按其在信息流中工能分类，可分为光信号产生、光信号调制、光信号传输、光信号处理、光信号探测五大类。光收发模块起着光电转换的作用，在信息流中对应着光信号的产生、调制与探测；光纤光缆负责光信号的传输；由光分路器和光放大器进行光信号的处理。光芯片是组成光模块的基础元件，而光模块是光通信系统的核心组件，可实现光通信的接收、发射中电信号和光信号的相互转换。因此，在光通信系统中，光芯片占据着技术与价值的制高点，光芯片性能直接决定着整个系统的性能。光通信芯片种类、功能多样，一般可分为光有源芯片和光无源芯片两大类，是光有源器件和光无源器件的核心。其中，光有源芯片是技术核心所在。

　　光通信系统主要由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成BOB半岛。发射端由光射机的光源通过调制器将电信号转变为光信号，光信号注入到光纤中传输，接收端由光接收机将光信号还原成电信号。此外，整个光通信环节还包括一些互连与光信号处理器件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器 ADM等。

　　光通信主要过程包括光发射、光纤传输BOB半岛、光接收，其中光纤是光通信中的传输‚通道‛，光信号的发射和接收则需要通过光模块实现。光通信具有‚通信容量大、传输距离远、抗电磁干扰、传输损耗低、信号串扰小‛等优点，已经成为世界上最主要的信息传输手段，也是中国在高新技术领域最接近世界先进水平的行业之一。

　　光模块（optical module）由光器件、功能电路和光接口等组成，一般是由多种光器件封装而成。其中，光芯片是光器件的心脏，是整个光通信系统的核心，光芯片的实力也代表着光通信技术的水平。

　　光模块功能包括光发射、光接收两部分，简单的说就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。从无线G 传输设备中的核心部件；随着 5G 通信的到来，对高端光模块的需求将会大幅增加，100G 及以上光模块将成为主流。相比传统电子芯片，光子芯片在性能瓶颈上将实现很大的突破。随着光子芯片技术的成熟，芯片封装成本的进一步降低，

　　光通信行业主要包括光系统设备、光纤光缆、底层光器件及光芯片三大细分领域。其中，

　　；中国光纤厂商也占据着光纤光缆领域前十强的半壁江山；但在处于技术和价值链上游的底层光器件及光芯片领域，光芯片核心技术及光器件高端工艺/技术等仍掌握在外国公司手中，未来实现核心光芯片自产自供，摆脱对国外厂商依赖，是国内光通信行业真正做大做强的关键。上游 ：原材料供应商、光芯片、光纤光缆、光器件生产厂商。其中，光器件大量应用在宽带接入、城域和骨干传输系统设备中，是光通信产业链基石。光器件生产商采购光学和电子原件、芯片等原材料（大部分芯片需要向国外芯片厂商购买，部分光器件厂商可以自产所需芯片），经过集成、封装、测试合格后，供给中游的光通信系统设备制造商。

　　中游：光通信系统设备制造商，根据运营商需求功能的不同，集合不同的光器件、电器件BOB半岛，生产制造出用于宽带接入、城域或骨干传输的光通信系统设备，供各电信运营商。

　　生产光纤预制棒的利润远超过生产光纤和光缆的利润。光器件、光模块开始崛起 ，但仍与中下游的光纤光缆及光设备在全球的地位严重不匹配。光器件产业处于光通信产业链的上游，为下游系统设备商提供器件、模块、子系统等产品，其性能的好坏直接影响到光纤通信系统的质量。虽然

　　等国内厂商已具备一定的光器件、光模块供货能力，但受光芯片研发制备能力限制，我国光模块器件整体竞争力较弱，占全球总体市场不足 10%，且多集中在 10G、2.5G 以下中低端产品。目前，光子芯片由于导波难以实现精确操纵，光子集成器件往往设计成较大的尺寸，不但占用了很大空间，还限制了芯片的器件集成密度。缩小光子集成器件的尺寸成为研究人员一直希望攻克的难题。

　　，光芯片层面也出现了华为海思、中兴、海信、烽火通信、厦门优讯等一批具有自主研发能力的企业。其中，华为海思在光通信芯片设计领域国内领先，已经掌握了 100G 光模块芯片技术。目前国内光通信芯片尤其是速率为 100Gbps 及以上的高端光模块芯片，仍然主要依赖国外芯片厂商。