硅光子的研究和應(yīng)用發(fā)展較快但大規(guī)模商用普及還有相當(dāng)一段的距離

在通信這一技術(shù)密集型行業(yè)，技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用對(duì)于帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，特別是在光通信行業(yè)更是如此。近年來(lái)，包括超長(zhǎng)距離傳輸、超低損耗光纖、硅光子和多模單芯等技術(shù)的出現(xiàn)，帶動(dòng)光通信行業(yè)不斷發(fā)展。

時(shí)光荏苒，2018年匆匆而過(guò)，新的一年已經(jīng)到來(lái)。展望2019年，光通信熱點(diǎn)技術(shù)將呈現(xiàn)出怎樣的發(fā)展趨勢(shì)？近日，“新一代光傳送網(wǎng)發(fā)展論壇成立一周年大會(huì)”在武漢光谷召開，工信部通信科技委專職常委、武漢郵科院原副院長(zhǎng)兼總工毛謙在大會(huì)上展望了光通信關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

硅光子成業(yè)界廣泛關(guān)注的話題

目前光通信發(fā)展遇到一些難題，硅光子的出現(xiàn)為解決這一問題提供了新思路。當(dāng)前光通信系統(tǒng)大量應(yīng)用的光器件材料都是基于Ⅲ-V族元素（如GaAs、InP）的，工藝難度大、成本比較高；而微電子技術(shù)采用硅為材料，成本低、工藝成熟，可以大規(guī)模集成和量產(chǎn)，能有效解決上述問題，因此業(yè)界提出了用微電子技術(shù)做光器件，硅光子技術(shù)由此誕生。借助微電子的成熟技術(shù)，以硅為材料制造光器件，是硅光子的初衷。

硅光子并非一項(xiàng)新技術(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展，微電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)高的水平，可實(shí)現(xiàn)了4mm的ASIC。其中的里程碑事件，包括2018年8月下旬，由國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心、光迅科技、光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)信息通信科技集團(tuán)聯(lián)合研制成功的“100G硅光收發(fā)芯片”正式投產(chǎn)使用，可實(shí)現(xiàn)100G/200G全集成硅基相干光收發(fā)集成芯片和器件的量產(chǎn)，并通過(guò)了用戶現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，性能穩(wěn)定可靠，為80公里以上跨距的100G/200G相干光通信設(shè)備提供小型、高性能、通用的解決方案。

硅光子具有較好的發(fā)展前景

展望硅光子的發(fā)展前景，毛謙認(rèn)為，硅光子的研究進(jìn)展和應(yīng)用推進(jìn)速度非?？欤且笠?guī)模商用和普及尚有相當(dāng)一段的距離。

毛謙認(rèn)為，硅光子的最大缺陷是純硅發(fā)光技術(shù)尚未從根本上解決，只能用混合集成或異質(zhì)生長(zhǎng)/鍵合的方式來(lái)解決光源的問題，使得單一硅芯片的大規(guī)模集成尚有困難，要想徹底解決就需要在材料物理上有所突破。硅的速度也受到限制，硅光子能夠做到多大速度也是要考慮的問題。

從生產(chǎn)環(huán)節(jié)看，由于光芯片的批量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于微電子ASIC的批量，因此工藝線不愿意改造工藝做光電子，使得成本節(jié)約有限，良品率也低于微電子，從而影響到市場(chǎng)價(jià)格，而價(jià)格是決定硅光子能否廣泛使用的重要因素，未來(lái)硅光子要廣泛使用離不開專用于光電子工藝線的建立。

但是，暫時(shí)的困難不能改變技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)，毛謙認(rèn)為從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看硅光子具有較好的發(fā)展前景。同時(shí)，包括InP在內(nèi)的Ⅲ-V族技術(shù)也很成熟，一直在發(fā)展光電集成技術(shù)，集成前景看好，因此未來(lái)硅光子和InP相互競(jìng)爭(zhēng)、互補(bǔ)和借鑒。毛謙認(rèn)為，光子集成和光電集成兩者不要偏廢，都要給予重視。