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光子产业规模化落地仍受光芯片产能与光电封装制约

更新时间 2026-09-30来源 科创板日报正文 1776字阅读约 6分钟

《科创板日报》9月30日讯(记者 王楚凡) 近年来,光子技术作为新一代信息技术的底层基础,正从传统的通信器件演变为AI算力基础设施的关键要素。然而,从实验室成果到大规模量产,光子产业的规模化落地仍面临诸多堵点与现实挑战。

“光芯片的产能是非常重要的,尤其是光芯片的先进异质集成,包括下一代的先进光电封装。”在近期由中科创星、东壁科技数据、上海市研发公共服务平台管理中心共同主办的“好望角科学沙龙”上,中科创星创始合伙人米磊向《科创板日报》记者表示,要把光做成芯片化,异质集成怎么把它整合好,是未来非常重要的一件事情。

▍从传输到感知、计算,光子集成打开应用新空间

据Straits Research发布的《光子学市场规模、份额及趋势分析报告》,2025年全球光子学市场规模为9887亿美元,预计2034年增长至16422.4亿美元,复合年增长率5.8%。亚太地区在2025年占据全球光子学市场42.5%的份额。市场规模的持续扩张,与AI算力需求的爆发形成共振。

这一判断与英国皇家工程院院士、剑桥大学副校长理查德·彭迪的观点形成呼应。彭迪在沙龙演讲中表示,磷化铟器件能产生光并提供增益,但功耗大、成本高;硅光子器件紧凑、无源,却无法高效产生激光。“一个自然的思路是,让芯片的大部分区域采用硅光子技术,只在真正需要产生光或提供增益的位置引入磷化铟器件。”他介绍,团队正与imec合作研究“微转印”技术,将磷化铟器件精确打印到硅光子芯片上,实现两种材料体系的优势互补。

彭迪系统介绍了光子集成技术在光交换、光传感和光计算三大方向的前沿进展。在光交换领域,他表示,面对AI算力增长与通信能力之间的不匹配,纳秒级光交换能够灵活调整连接关系,为缓解处理器等待数据、提升互联效率提供新的技术路径。

在传感领域,芯片级光谱仪推动光谱分析从实验室台式设备走向便携式乃至可穿戴终端。在光计算领域,他介绍了利用光的传播与干涉完成数学运算、加速AI任务的研究,同时表示计算精度、器件误差及系统集成仍是走向实用的重要挑战。

剑桥大学副教授、光引科技创始人程祺翔则从产品化角度展示了产业化进展。在高速光交换领域,他介绍,随着混合专家模型发展和超节点向跨机柜扩展,AI集群在追求高带宽传输的同时,也需要更灵活、更快速的动态连接。

在光谱传感领域,程祺翔展示了将片上光谱技术集成于手持设备的皮肤检测产品“肌光仪”,该产品已进入全球头部美妆集团的供应链,利用芯片化方案将传统专业皮肤检测仪器从约40万元降低到约1万元。

▍光互连需求爆发,光芯片产能成为短期瓶颈

光互连的产业化进程正在加速,但供给侧的压力也随之显现。米磊用“光进铜退”概括了这一趋势:光的传输速率远高于电子,功耗大幅低于电子,当铜在速率、功耗或发热上遇到瓶颈的地方,光就会逐步替代。“光在从远到近——数据中心之间的连接、光模块到服务器之间的、到GPU之间的,现在到芯片和芯片核之间的,片上的光互联。”

需求侧的高速增长正与供给侧形成张力。LightCounting表示,光模块出货曾因VCSEL和InP激光器短缺而受限,目前需求超出供应约30%。上游核心光学组件巨头Lumentum的产能可能很快提前售罄至2028年。

这一短缺正在倒逼国内光芯片产能建设加速。长光华芯联合亨通光电、东辉光学等产业龙头合资设立星钥光子,项目总投资50亿元,一期投入12亿元,规划建设8英寸90nm硅光产线及异质异构集成平台,计划2026年底通线、2027年初投产。

光计算的商业化同样在推进。曦智科技2026年上半年实现营业收入7978万元,同比增长284%,其光跃超节点解决方案已实现2000卡GPU集群商业化部署,标志着中国首个商业化自主研发的千卡级光交换计算集群正式建成。

米磊在沙龙上重申了他在2016年提出的判断——“光是人工智能基础设施”。他回顾道,当时数据流量每年增长50%以上,而光通信硬件基础设施每年仅增长20%,这个“剪刀差”意味着以集成光路为核心的光通信硬件将存在巨大的战略价值。

“如果说20世纪是电的世纪,那么21世纪就是光的世纪。”米磊引用贝尔实验室前总裁的判断后说,“今天,越来越多的人看到了光子技术的价值,但我仍然认为,人们当下对光子技术的认知,低估了它十年后的发展前景。站在更长的时间维度看,今天的光子产业发展还只是‘小荷才露尖尖角’。”

文章标签芯片学术研究
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