經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 鄭晨燁 隨著5G、人工智能、大數(shù)據(jù)和量子通信等前沿技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸與處理能力的提升已經(jīng)成為當(dāng)下的迫切需求。光芯片作為這一領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，其創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也正處于加速之中。

近日，光瓴時(shí)代（無錫）半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理張杰在接受經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者采訪時(shí)，分享了該公司在硅光芯片設(shè)計(jì)、光電融合技術(shù)及產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化方面的最新進(jìn)展與思考。作為光芯片行業(yè)的從業(yè)者，張杰闡述了自身對如何在全球市場對光芯片需求激增的背景下，抓住技術(shù)創(chuàng)新帶來的機(jī)遇，推動產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的理解。

他認(rèn)為，隨著人工智能和5G等技術(shù)對算力需求的快速增長，光芯片技術(shù)的發(fā)展正迎來前所未有的機(jī)遇。全球光芯片市場也在持續(xù)擴(kuò)張，未來五年預(yù)計(jì)將繼續(xù)保持強(qiáng)勁的增長勢頭。

在張杰看來，光芯片企業(yè)應(yīng)緊抓技術(shù)創(chuàng)新，尤其是在硅光子、量子計(jì)算及光電集成等前沿領(lǐng)域。同時(shí)，推動國際合作、增強(qiáng)行業(yè)話語權(quán)，擴(kuò)大光芯片標(biāo)準(zhǔn)的全球影響力，亦是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。隨著市場需求的多樣化，光芯片的應(yīng)用場景將進(jìn)一步拓展，醫(yī)療、汽車、消費(fèi)電子等多個新興領(lǐng)域有望成為未來增長的新動力。

張杰同時(shí)強(qiáng)調(diào)，光芯片產(chǎn)業(yè)的未來不僅僅是技術(shù)上的競爭，更是產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同創(chuàng)新的較量。如何推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)的健康發(fā)展，如何在全球競爭中找到優(yōu)勢，如何通過標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)技術(shù)普及，并加速技術(shù)到市場的轉(zhuǎn)化，將決定中國光芯片產(chǎn)業(yè)能否在全球舞臺上占據(jù)一席之地。

以下為對話實(shí)錄：

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：如何看待當(dāng)前全球光芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢？主要的驅(qū)動力和技術(shù)方向是什么？

張杰：當(dāng)前全球光芯片產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，主要受到人工智能（AI）需求增長、5G和云計(jì)算技術(shù)推動，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2022年全球光芯片市場規(guī)模為27億美元，預(yù)計(jì)到2027年，市場規(guī)模將增至56億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為16%。這一增長趨勢背后，既有技術(shù)升級的推動，也有需求變化的影響。

隨著數(shù)據(jù)中心、電信等下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)λ俾室蟮奶嵘?，光芯片技術(shù)不斷迭代，以應(yīng)對更高速度和更低功耗的挑戰(zhàn)。光芯片技術(shù)的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在速率的提高，還需要解決隨之而來的功耗和成本問題。相較于傳統(tǒng)電芯片，光芯片具備更快的傳輸速度、更高的計(jì)算效率和更低的能量損失，能夠有效降低能耗并提升計(jì)算能力。

中國是全球最大的光器件消費(fèi)市場，國內(nèi)企業(yè)在無源器件和低速光收發(fā)模塊等中低端市場具備一定優(yōu)勢，但在高速率光芯片技術(shù)領(lǐng)域，仍主要依賴美日企業(yè)。目前，全球高端光芯片市場的50%以上由美日企業(yè)占據(jù)，其中中國在高速光芯片領(lǐng)域的國產(chǎn)化率僅為3%左右，但這一情況正在發(fā)生變化，國產(chǎn)替代進(jìn)程正逐步加快。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力主要集中在幾個方面：首先，AI技術(shù)的快速發(fā)展推動了對大算力和高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?；其次?G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與云計(jì)算的普及推動了對光芯片的需求增長；最后，政府政策的支持也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力保障。

比如，相關(guān)政策文件如《電子信息制造業(yè)2023—2024年穩(wěn)增長行動方案》和《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實(shí)施方案（2023—2035年）》為光芯片產(chǎn)業(yè)提供了政策支持和市場激勵。

未來，光芯片技術(shù)發(fā)展的核心方向包括硅光子技術(shù)和集成化、小型化技術(shù)。硅光子技術(shù)通過利用現(xiàn)有的CMOS工藝開發(fā)和集成光器件，具備了很大的應(yīng)用潛力，而集成化與小型化技術(shù)則是未來光芯片發(fā)展的關(guān)鍵，它能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)和電學(xué)結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提升系統(tǒng)集成度和性能。

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：在當(dāng)前光芯片產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵發(fā)展階段，你認(rèn)為企業(yè)應(yīng)如何推動技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程？

張杰：光瓴時(shí)代作為由無錫芯光互連技術(shù)研究院、無錫國資共同孵化投資的硅光芯片設(shè)計(jì)和CPO特種模塊光電融合解決方案的公司，在無錫芯光互連技術(shù)研究院的推動下，光瓴時(shí)代團(tuán)隊(duì)牽頭制定了中國唯一的原生CPO標(biāo)準(zhǔn)——《半導(dǎo)體集成電路-光互連接口技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)，已于2023年8月正式實(shí)施（T/CESA 1266-2023），參編單位包括國內(nèi)相關(guān)主流頭部廠商數(shù)十家。

我們認(rèn)為，推動技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，首先要加大資金投入，確保有足夠的資金用于研發(fā)，尤其是前沿技術(shù)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的投入。其次，要建立專業(yè)團(tuán)隊(duì)，吸引和培養(yǎng)高端技術(shù)人才，組建跨學(xué)科的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，推動技術(shù)創(chuàng)新。模塊化的設(shè)計(jì)方法是提升芯片可復(fù)用性和可擴(kuò)展性的重要途徑，我們也在這一領(lǐng)域做出了積極探索。

此外，企業(yè)還需要注重合作與開放創(chuàng)新，開展多維度的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，積極與高校和科研機(jī)構(gòu)合作，共享資源和技術(shù)成果，參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定也是提升企業(yè)行業(yè)話語權(quán)的一個重要方面。

我一直強(qiáng)調(diào)，關(guān)注市場需求同樣至關(guān)重要。開展深入的市場調(diào)研，了解客戶需求和市場趨勢，能幫助企業(yè)更好地指導(dǎo)技術(shù)研發(fā)方向，并通過靈活的開發(fā)流程快速響應(yīng)市場變化。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同也至關(guān)重要。國產(chǎn)光芯片廠商應(yīng)與上下游企業(yè)加強(qiáng)合作，形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新的良好生態(tài)。通過與光模塊廠商、設(shè)備廠商等建立緊密合作關(guān)系，共同推動光芯片技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，提升國產(chǎn)光芯片的市場競爭力。

最后，政府應(yīng)出臺相關(guān)政策，提供資金、稅收等支持，促進(jìn)光芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同合作，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，推動光芯片的規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用。在政策支持與產(chǎn)業(yè)協(xié)同的基礎(chǔ)上，企業(yè)能夠更好地應(yīng)對市場挑戰(zhàn)、把握市場需求。

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：中國光芯片產(chǎn)業(yè)目前面臨哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)？如何在全球競爭中找到自身的優(yōu)勢定位？

張杰：機(jī)遇方面，首先是市場需求的增長。

隨著5G、大數(shù)據(jù)和AI等技術(shù)的快速發(fā)展，全球云計(jì)算和數(shù)據(jù)中心流量的飛速增長對光模塊及其上游光芯片提出了更高的要求，為光芯片產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的市場機(jī)遇

其次，政策支持方面，中國政府在國家和地方層面出臺了多項(xiàng)扶持政策，如《廣東省加快推動光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案（2024—2030年）》，這些政策的出臺為光芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動力。

最后，技術(shù)進(jìn)步方面，中國在光芯片領(lǐng)域已取得一系列突破。例如，清華大學(xué)首創(chuàng)的全前向智能光計(jì)算訓(xùn)練架構(gòu)“太極－Ⅱ”光芯片以及湖北九峰山實(shí)驗(yàn)室在硅光子集成領(lǐng)域的進(jìn)展，這些技術(shù)進(jìn)步為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

挑戰(zhàn)同樣存在。首先是技術(shù)壁壘，光芯片的設(shè)計(jì)和制造涉及復(fù)雜的光學(xué)仿真和電路設(shè)計(jì)，需要精確控制光波的傳播路徑、耦合效率等，這些技術(shù)門檻較高，需要持續(xù)的研發(fā)投入和技術(shù)積累。

其次是全球競爭，全球光芯片市場目前由英偉達(dá)、英特爾、博通、臺積電等知名企業(yè)主導(dǎo)，這些企業(yè)在技術(shù)、市場和產(chǎn)業(yè)鏈布局方面具有顯著優(yōu)勢。

中國光芯片產(chǎn)業(yè)需要在技術(shù)創(chuàng)新、成本控制和市場拓展等方面加大力度，以提升其國際競爭力。

在全球競爭中，中國光芯片產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢定位主要體現(xiàn)在兩個方面：一是產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。中國擁有完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，特別是在光通信領(lǐng)域，這為光芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過整合產(chǎn)業(yè)鏈資源、加強(qiáng)上下游合作，中國光芯片產(chǎn)業(yè)能夠進(jìn)一步提升競爭力。

二是技術(shù)創(chuàng)新力。加大研發(fā)投入，鼓勵企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在光芯片領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，尤其是在硅光芯片、高速光通信芯片等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品上的突破，將有助于提升中國光芯片產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

創(chuàng)新方向

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：光芯片技術(shù)還可能在哪些新興領(lǐng)域得到應(yīng)用？

張杰：未來行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新方向?qū)⒅饕性诠庾蛹杉夹g(shù)、基于硅光的技術(shù)和光計(jì)算技術(shù)三大領(lǐng)域。

光子集成技術(shù)通過實(shí)現(xiàn)多個光子器件的集成，減少光纖之間的連接，節(jié)約成本和能源消耗；基于硅光的技術(shù)則是在單一芯片上實(shí)現(xiàn)光器件與電子器件的共封裝，提高了光器件的集成度和性能，并降低功耗；而光計(jì)算技術(shù)利用光在波導(dǎo)中傳輸?shù)奶匦赃M(jìn)行計(jì)算，具有超高速、低耗、低延遲等優(yōu)勢，未來有望在光通信、光計(jì)算、量子信息處理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

量子通信利用光子的量子特性進(jìn)行信息傳輸，具有高安全性和抗干擾能力，光芯片可以用于構(gòu)建量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全的量子通信。

此外，光芯片在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。例如，垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）用于手機(jī)人臉識別和3D感應(yīng)技術(shù)，可以提升虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的性能和用戶體驗(yàn)。

此外，隨著柔性電子技術(shù)的發(fā)展，光芯片在柔性電子和可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用前景廣闊。

光芯片的小型化和集成化特性使其能夠適應(yīng)柔性基板，為可穿戴設(shè)備提供高效、低功耗的光電轉(zhuǎn)換功能，推動可穿戴設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新。

在軍事及航空航天領(lǐng)域，光芯片也有重要應(yīng)用。在軍事通信、導(dǎo)航和偵察系統(tǒng)中，光芯片提供高速、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力，同時(shí)可用于衛(wèi)星通信、導(dǎo)航系統(tǒng)以及無人機(jī)等航空航天設(shè)備中，提高信息傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性。

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：如何看待光芯片產(chǎn)業(yè)在標(biāo)準(zhǔn)化方面的現(xiàn)狀？未來應(yīng)如何加強(qiáng)國際合作，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和互認(rèn)？

張杰：現(xiàn)如今，在標(biāo)準(zhǔn)化方面，美國和歐洲在光芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化方面較為領(lǐng)先。

由于光芯片產(chǎn)業(yè)路線多樣，標(biāo)準(zhǔn)化難度較大，不同企業(yè)制造的不同或相同功能產(chǎn)品所采用的技術(shù)方案也存在著一定的差異，由此形成了多樣的產(chǎn)業(yè)路線和多樣的產(chǎn)品。

制造工藝、產(chǎn)品接口、封裝工藝、調(diào)制速率和特殊波長、硅光技術(shù)、光通信技術(shù)等方面的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作還有大部分的空白需要填補(bǔ)。

同時(shí)，中國光芯片市場規(guī)模也正在持續(xù)性擴(kuò)大，國產(chǎn)光芯片企業(yè)逐漸在縮小與國際領(lǐng)先水平的差距。加強(qiáng)國際合作，對于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一互認(rèn)、促進(jìn)科技發(fā)展具有重要作用。

為此，未來應(yīng)積極參與或開展國際標(biāo)準(zhǔn)化活動，在全球范圍內(nèi)聯(lián)系或征集具有參與興趣的技術(shù)專家，共同研究探討光芯片產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化路線的可行性，并向國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出相應(yīng)提案，通過實(shí)際行動不斷擴(kuò)大自身的影響力，同時(shí)也擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)的影響力，從而推動標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和互認(rèn)。

經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)：光電技術(shù)的融合是一個重要的創(chuàng)新領(lǐng)域，如硅光子學(xué)和光電共封裝等技術(shù)的發(fā)展。你對光電技術(shù)的融合有何看法？這種融合為行業(yè)帶來了哪些機(jī)會和挑戰(zhàn)？

張杰：光電技術(shù)的融合是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，它將光學(xué)和電子技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合起來，打破了傳統(tǒng)電子技術(shù)的限制，為高性能計(jì)算、高速通信和精確傳感提供了新的解決方案。

這種融合不僅提高了系統(tǒng)性能，還降低了功耗，為未來的信息技術(shù)創(chuàng)新開辟了新的道路。

光電技術(shù)融合可能帶來的機(jī)會主要體現(xiàn)在三個方面。

首先，在高性能計(jì)算領(lǐng)域，光電融合技術(shù)，如硅光子學(xué)，能夠提供更高的計(jì)算速度和更低的功耗，為高性能計(jì)算和人工智能應(yīng)用提供新的可能性。

其次，在高速通信方面，光電共封裝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高速的數(shù)據(jù)傳輸，滿足5G及未來通信技術(shù)對帶寬和延遲的需求。最后，在精確傳感方面，光電融合技術(shù)，如光電傳感器，能夠提供更高靈敏度和精度的測量，推動工業(yè)自動化和醫(yī)療診斷的發(fā)展。

然而，光電技術(shù)融合也帶來了一些挑戰(zhàn)。首先是技術(shù)挑戰(zhàn)，光電融合技術(shù)需要突破材料、器件和系統(tǒng)集成等方面的技術(shù)瓶頸，如提高光電轉(zhuǎn)換效率、延長器件壽命和實(shí)現(xiàn)高密度集成等。其次是成本問題，盡管光電技術(shù)具有很多優(yōu)勢，但其成本相對較高，尤其是在一些高端應(yīng)用領(lǐng)域，這限制了其大規(guī)模推廣和應(yīng)用。

最后是標(biāo)準(zhǔn)與兼容性問題，隨著光電信息技術(shù)的快速發(fā)展，不同廠商和研究機(jī)構(gòu)可能會開發(fā)出不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品，這可能導(dǎo)致兼容性問題，影響技術(shù)的普及和應(yīng)用。