12月5日，由中國通信學會光通信委員會組織編審、國家信息光電子創新中心牽頭完成的《矽基光電子集成技術前沿報告》，在四川成都舉行的「2020中國信息通信大會」上正式發布，獲得熱烈反響。
信息光電子晶片作為通信系統的「心臟」，是信息通信的核心和基石。矽基光電子集成技術(以下簡稱：矽光技術)是信息光電子領域光電子和微電子融合的新興技術，其基於矽材料並借鑑大規模集成電路工藝中已成熟的CMOS工藝進行光器件製造，同時具有低成本、低功耗、微小尺寸和「與集成電路工藝一體化」等優勢。建立健全矽光產業鏈，是我國佔據全球信息通信價值鏈尖端的「關鍵一招」，能有效提升我國信息光電子製造能力，對緩解我國信息通信高端光電子晶片「卡脖子」困境、推動「數字中國」和「兩個強國」建設等都具有重要意義。
在此背景下，中國通信學會聯合國家信息光電子創新中心，由學會副理事長餘少華院士牽頭編寫「矽光技術能否促成光電子和微電子融合?」成功入選2020年中國科協十大工程技術難題。8月15日，中國科協在「第二十二屆」中國科協年會閉幕式上正式全球發布。
鑑於國家部委領導、業內技術專家等都非常關心矽光技術現狀、難點和未來發展，中國通信學會聯合國家信息光電子創新中心等單位組織專家進行研討，並凝練形成「2020矽基光電子集成技術前沿報告」一份。該報告系統地介紹了矽光技術誕生背景、技術定義與特點、國內外發展現狀等幾方面情況，在此基礎上針對微電子與光電子融合技術難題和挑戰，提出了矽光晶片技術發展趨勢預測和相關政策建議。
新聞背景
全球矽光技術和產業得益於大容量數據通信場景日益增加以及新需求、新應用不斷湧現，經過20餘年快速發展，已逐漸從學術研究驅動轉變為市場需求驅動。同時，矽光晶片前所未有的光電融合能力，給未來晶片性能的飛躍帶來無限的可能性。
在信息通信領域，已基本建立了面向數據中心、光纖傳輸、5G承載網、光接入等市場的一系列矽光產品解決方案。根據行業調查機構的預測，2020年矽光模塊市場將達到7.4億美元，預計至2024年僅100G-400G矽光模塊市場容量即可達到55億美元，在整個光通信模塊市場佔比達到1/3以上。
在量子領域，研究人員通過在矽光晶片上集成數百個光量子器件已研製出集成度最複雜的光量子晶片，實現了高維度、高精度、高穩定性和可編程的量子糾纏、量子操控、量子傳輸和量子測量。
在傳感領域，MIT、Voyant Photonics等多個團隊推出基於矽基光學相控陣(OPA)晶片的全固態雷射雷達(LiDAR)，具有集成度高、掃描速度快、體積小、成本低等優勢，可以用作無人駕駛、無人機及機器人的「眼睛」，成為下一代雷射雷達的重要革新。
在人工智慧(AI)領域，AI處理器晶片需進行的高通量、大規模矩陣運算可由矽光神經網絡運算單元來完成，研究顯示光神經網絡晶片比傳統電子計算機有兩個數量級速度提升，且功耗降低達三個數量級。
在新型微處理器領域，美國Intel、Ayar Labs、GlobalFoundries等國外研發機構正在致力於實現矽光晶片與高性能微電子晶片的融合，並已驗證了集成矽光I/O晶片的新一代FPGA、CPU和ASIC晶片，預計可將處理下的吞吐速率提升100倍，同時能耗降低至1/10，為「超越摩爾」開闢了新路徑。
「十三五」期間，我國矽光產業鏈不斷完善、基礎研究不斷取得突破、技術標準相繼形成、產品解決方案日趨完善。技術研發方面，通過各類國家計劃(973、863、NSFC 等)累計投入幾十億元，十三五也啟動了「光電子與微電子器件與集成」重點專項。其中很多項目圍繞持矽基光電子方面支持，國內單位在矽基雷射器/調製器/探測器等高性能單元器件、矽光片上復用技術、矽光量子晶片、矽光晶片傳輸功能研究和系統應用驗證等核心技術方面取得重要進展，部分矽光技術基礎研究也已接近國際一流水平;產業化應用方面，國內企業已建立了用於數據中心、光纖傳輸、5G承載網、光接入等場景的一系列矽光產品解決方案，部分關鍵產品已基於自主研發實現了產業化突破。以國家信息光電子創新中心為例，近年來多次在矽光技術上取得突破。2018年，創新中心正式投產我國首款100Gb/s矽光晶片，標誌著國內矽光晶片規模產業化「從零到一」突破。2019年，中國信科集團聯合創新中心，基於自主矽光晶片和特種光纖完成我國首個Pb/s光傳輸系統實驗。2020年，創新中心成功研製出首款800G矽光發射機樣機，為未來數據中心光模塊提供解決方案。目前，華為、阿里巴巴、海信、亨通Rockley、賽勒光電等國內企業也相繼展示自主研製的矽光產品。在矽光晶片製造方面，重慶聯合微電子、中科院微電子所、上海微技術工業研究院等單位正在致力於8英寸矽光工藝線的建設。以上進展標誌著我國已基本構建起從設計仿真、晶片製造、封裝測試到系統應用的矽光技術產業鏈條。