让硅发光强度提高超十倍！中国留学生实现全硅基芯片间高速光通信

当晶体管小到无法再缩小、单位面积电子芯片的性能难再提升，当摩尔定律失效将成事实，人们不再执着于单纯提升电子芯片的时钟速度和传输带宽，转而尝试将光与电的优势结合起来，以期收获 1+1>2 的效果。

作为一种使用最为广泛的半导体材料，硅在微电子、传感和光伏领域几近全能，从手机、电脑里最基础的 CPU、GPU、内存闪存，到绝大多数消费电子产品的摄像感光元件，再到新能源领域举足轻重的光伏电池等都被它所垄断。但硅唯独欠缺独立发光能力，这致使光电半导体器件只能用其他材料替代。如几乎所有的 LED 固态照明装备、LCD 显示屏的背光、及代表未来平面显示技术的 micro-LED 阵列，均是基于 III-V 族半导体的氮化镓。

（来源：Pixabay）

III-V 族材料发光性能一流，但由于材料与制造工艺的巨大差异，将 III-V 族材料制成的 LED 或者微型半导体激光器和硅基芯片结合到一起需要非常多额外的工序、封装以及互联方案，这大大增加了芯片或者模块的制造成本，降低了集成度和可靠性，且增加了数据延迟。

近期，在提高硅的电致发光亮度与速度以及在商用微电子芯片内部直接实现全硅基光电融合上，麻省理工学院 RLE 实验室 (the Research Laboratory of Electronics) 博士生薛今联合半导体厂商格罗方德的合作研究人员取得突破性进展，为微电子芯片光互连、短距高速光通信以及高度集成的光学传感与探测提供了全新的可能性。

他们设计了一种微米级大小正向偏置全硅基 LED，在完全集成于 55 纳米制程商用 CMOS 微电子芯片（无任何实验室处理）的基础上实现了低电压、高速高亮的近红外发光，其发光强度和调制解调速度可同时达到此前类似器件实验室记录的十倍以上。

图｜硅基 micro-LED 集成在 55BCDL CMOS 上

此外，他们还尝试了将该 micro-LED 和另外单独开发的单光子雪崩二极管以及其他微电子器件全部集成于单块硅芯片，并首次概念性演示了基于光纤传输的全硅基芯片到芯片的高速光通信。该项研究在 2020 年 12 月的 IEDM（International Electron Devices Meeting，即 IEEE 国际电子器件大会）会议上进行了介绍，并在 IEEE Transactions on Electron Devices 上进一步发表。

在薛今看来，硅作为一种最重要的半导体在发光能力上的缺陷 “就像一张接近完美的拼图少了一块，而且是非常重要的一块。” 为使这张拼图完整呈现，薛今大概从 2 年前正式踏上 “缺失拼图的搜寻之路”，他相信这块拼图的去向是有迹可循的。因为，“硅具有优异的感光性质，单纯从热力学可逆性的角度上来说，获得类似的发光性能并非绝无可能。”

通常条件下硅几乎无法发光，那就创造特殊条件让它发光

在出发 “搜图” 之前，薛今像众多研究者一样对 “硅发光能力出逃” 的可能路线做了充分研究，探索它出逃的原因、分析它可能去的地点等。

其实，早在二十世纪八十年代末期，研究人员就已经预测到了硅基发光器件的巨大潜力，并提出了全硅基光电融合的设想。在那之后的二三十年里，全世界掀起了一股开发硅基 LED 甚至硅基激光器的热潮。为克服硅的间接带隙这一本源性质，研究人员提出了纳米晶体量子约束、锡锗合金改变能带结构、参杂稀土元素、制造特殊缺陷的能级跃迁直接改变晶体结构、利用雪崩效应发光等方案，但每种方案在带来一方面进步的同时都在另一方面存在难以克服的障碍。以至于迄今为止高效、高亮的硅基发光器件都未能实现。

薛今在他的研究过程中发现，业内此前的研究过于强调直接从硅的间接带隙性质进行突破，而忽略了其他的策略 —— 如绕开间接带隙性质这一障碍转而去控制其他限制电致发光的本质因素。

他告诉 DeepTech：“半导体发光现象的本质其实是内部各种载流子复合机制的竞争。这好比一条注入了电子的主水管分岔成好几条支路，其中只有一条支路通向发光，而其余的都是发热。既然间接带隙这一固有性质使得硅的发光道路特别崎岖难走，那就想办法掐断其他所有让他不发光的道路。譬如，减少载流子在不理想的材料表面复合并产生声子（发热）的可能性。”

所以，为了实现硅的高发光率，薛今利用新的器件设计方案把载流子引入、并约束在高质量介面内部，最大程度上抑制载流子复合成声子发热的可能性，为硅营造了一个电子直达其 “内心世界” 的 “专属通道”。

图｜直径 4 微米的 CMOS LED 的显微照片，左（断电状态下）右（通电状态下），用普通的 CMOS 相机拍摄所得

经过实验表明，在室温环境下薛今设计的硅基 LED 在 2.5 伏特以下，芯片外部发光强度可以稳定达到 40mW/c㎡以上。这一亮度已远超过一般手机屏幕或者家用显示器电视的最大亮度。这种更高的发光性能将有助于硅在微电子领域的光通信、光传感等方面发挥优势。

图｜各种硅 LED 的发射强度与工作正向电压的关系（4 微米直径 LED 的强度与偏置电压的关系）

并且，在未来微电子和光电器件趋小的发展走势下，薛今说，微型硅基 LED 将展现出更大的优势。

他在研究中发现，所有微型半导体发光器件的效率均正相关于核心载流子复合区域的体积与表面积的比值，且同时正相关于该区域的介面表面性质。简单来说，就是无论哪一种半导体所制成的发光器件，体积越小则效率必然越低，另外材料的介面性质不佳也会使效率成倍变差。

最近的研究表明，III-V 族半导体在缩小到一微米及以下时，几乎变得和硅一样难以在常温下电致发光。薛今说，“III-V 族半导体的介面性质很难处理好，只不过现有的发光器件体积都很大，基本都是毫米级别，问题尚未显现。但若未来顺应高度集成化的需求将器件进一步微型化，这一缺陷就会越发凸显。然而，对于硅来说，器件越小相当于其他半导体的优势就越大。因为，一些特殊制备的氧化硅、氮化硅介面的表面性质远远好于其他半导体，若对这一性质利用得当的话（约束载流子复合）硅基微型发光器件将扳回一城。”

将为光电集成应用带来全新解决思路

受限于硅几近于无的发光能力，目前使用的 LED 以及半导体激光器多基于 III-V 族元素，这在许多依赖于硅的高度集成解决方案里（譬如硅基光子集成回路、主动光电传感器等）属于无可奈何的 “妥协”。

而把可单独自调制的硅基微型发光器件阵列直接集成到传统的数字 / 模拟 / 感光芯片上，不再需要额外 “粘贴” 任何 III-V 族半导体或者参杂稀土元素，不同材料带来的问题也就不再存在，这将为未来的光电集成应用带来全新的解决思路。

其中一个重要应用是光互连。目前微电子芯片计算架构的速度瓶颈其实主要是芯片之间以及内部基于电子的信息传输速度，而非时钟频率。受限于能耗和发热等因素，现在使用金属互连的通信带宽（如 CPU 与内存之间、GPU 与显存之间）很难超过 1Tbps，学界和前沿业界认为光互连（optical interconnect）将会取而代之，并带来一场计算架构的全新革命。目前，基于这一理念设计的高速光通讯模块已经在谷歌等大型数据中心得到应用，Intel 等传统半导体厂商在这一技术上也有布局。

但目前的光互连、光计算解决方案仍采用独立的 III-V 族半导体激光器，作为光源进行外部调制。当作为最理想的集成光源 —— 自调制微型硅基发光器件加入，将有可能改变这一格局。

“设想一块类似于 CMOS 感光器件的大型硅基光源阵列，完全集成于模拟驱动模块和逻辑处理模块，并且无需外部调制，这将使得光互连的通信带宽或是光子计算的并行速度轻松提高成百数千倍，同时降低功耗并缩小芯片面积。这对将来的高性能计算架构有很大意义。另一方面，与商用 CMOS 微电子制程的高度集成将使其有机会走入千家万户，而非永远停留在科研上”，当然，薛今也表示，前景可观，但要达到这一程度的系统集成还有很多工作要做。

对此，薛今及其合作者也进行了尝试，他们将全新设计的 micro-LED 和另外开发的单光子雪崩二极管以及其他微电子器件全部集成于单块商用硅芯片，并首次概念性地演示了基于光纤传输的全硅基芯片到芯片的高速光通信。在初步验证中达到单个硅基 micro-LED 的调制解调速度达到了 250MHz，芯片间单信道光通信为 10MHz。薛今也强调，这一速度仍受限于实验室测试设备，而非器件本身的瓶颈。

图｜信息传输测试

此外值得注意的一点是，这一硅基芯片间高速光互连的首次演示同样是在目前业界成熟投产的微电子芯片制程（55 纳米）上完成，这表明，他们的设计方案达到的效果并非苛刻实验条件下产生的效果，是离实际应用更近的现实解决思路。

也就是说，硅的发光能力提高后，COMS LED 的集成将不再需要额外制作的高昂成本，到那时硅光技术将可以用在更多方面。

薛今举例说道，比如现在最新的 iPhone 里面只有价格最高的机型中采用了激光雷达技术（Lidar）。这就是因为目前激光雷达中光源阵列的发光元件是 III-V 族半导体砷化镓，而其他驱动芯片、感光阵列等都是硅，把不同材料封装在一起的成本正是激光雷达成本高昂的原因。这也使得目前该模块体积较大，而且受限于光源阵列的大小，精度也一般。

而当发光元件也是硅的时候，光源阵列、感光阵列、驱动和逻辑处理直接集成在一起，便可以省去昂贵的封装成本。更为重要的是，将可以在更小的模块体积下达到更高的分辨率和精度。到那时，不仅 iPhone 所有机型都可以用激光雷达，甚至所有的智能家电都可以使用这一技术。

在薛今的本次成果中，硅基发光的性能虽比以往有了长足进步，但尚不足以挑战业已成熟的 III-V 族半导体。不过，薛今及其合作者表示，他们已通过进一步实验表明，未来微型化的硅基半导体发光器件将有可能达到甚至超过现有 III-V 族半导体器件在类似条件下的性能。

从兴趣和不解出发，探究阻碍硅发光的秘密

说到对硅在发光方向上的研究，薛今说 “这是很自然的事情”。

图｜薛今（来源：受访者提供）

他出生于江苏常州，曾就读于江苏常州高级中学。高二时他获得了新加坡政府奖学金，并赴新完成了本科学业。

2012 年，薛今获得南洋理工大学电气与电子工程学士学位，并取得新加坡最高的国家科学奖学金，次年前往 MIT 电子工程与电脑科学系攻读硕士和博士。今年春天即将毕业。

从本科最开始接触光纤激光、到在 MIT 研究光电半导体器件，他的研究方向就是他的兴趣所在。

在 MIT 最初几年，他提出了氮化镓（GaN）半导体发光效率超过 100% 的可能性（即直接从空气中吸热发光），并尝试为光电半导体器件构建一个基于热力学和统计力学的理论框架，希望从不同视角带来全新的认知。由此便延伸到硅的发光上，就像前文提到的，“（根据热力学的可逆性）硅是一个很好的光的探测器，它既然可以很好地吸收光，为什么不能发出光？” 这一好奇开始，薛今从硅基光电结合领域的研究出发，一步一步探究阻碍硅发光背后的原因。

现在，薛今已经用他的方法解决了自己的疑问，也在全硅基集成发光上做好了规划。

接下来，他将进一步探索集成光学腔以实现微型硅基激光器的可能性，以及硅光子系统集成的验证，希望硅能够发出更亮的光、达到更高的效率，实现芯片之间甚至内部更高速的信息传输，应用在实际中如面部识别将更快速、更精准等。

通信行业之硅光产业链深度研究：“超越摩尔”新路径

（报告出品方/作者：华西证券，宋辉、柳珏廷）

01 后摩尔时代，硅光技术“曙光初现”

后摩尔时代，硅光技术成为降低IO功耗、提升带宽的必要措施

随着信号速率每隔3～4年提升一倍，电信号能够传输的距离在逐渐减小。基于成本上的考虑人们还在尽量延续电信号传输的寿命，但由于芯片封装和工艺制 程能力不可能无限提升，IO速率不断提升导致的功耗增加最终会触碰到芯片封装的 功率墙。因此，硅光技术成为降低IO功耗、提升带宽的必要措施。

海外硅光领域并购整合频发，瞄准未来赛道和核心科技

硅光子是确定性技术发展趋势，海外硅光并购整合频发，瞄准未来赛道和核心科技：目前硅光领域并购集中在通信领域，硅光transceiver 公司大都被通信设备商收购，例如思科, Huawei, Nokia等，另外上游设计工具软件也是并购重点方向。收并购情况看，硅光子具体技术路线在收敛确认中（EPIC/PIC+EIC, DSP/non-DSP)，产业重点投入方向逐渐清晰，投资风险降低。

02 什么是硅光？

硅光原理：硅光子学的低成本、高速的光通信技术

硅光技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术，利用基于硅材料的CMOS微电子工艺实现光子器件的集成制备， 该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。

硅光核心元器件：光源、光波导、调制器、探测器

硅光子核心器件主要包括以硅半导体材料的光有源及无源器件，包括硅基激光器（负责将电信号转化成光信号）、硅基光 探测器（负责将光信号转化成电信号）、硅基光调制器（负责将光信号带宽提升）、平面波导（负责光信号在硅基材料上 传输）、光栅耦合器（负责与对外连接的光纤对准降低插损）等。

硅光优势：小尺寸、低功耗、低成本

硅光集成将核心部件和配件集成在一个晶片上，器件数量显著缩小，密集度有所提升；硅光有机结合了成熟微电子技术和宽带光电子技术，硅光方案既降低了硅光模块、芯片等成本，又提高了可靠性。

混合集成原理

混合集成是将使用不同材料、不同制作工艺制造出来的元器件组合安装在同一衬底上，比如说基于 硅基的集成(平面光波导混合集成，硅光等)，基于磷化铟的集成等，典型的混合集成是将有源光器 件(激光器，探测器等)集成到具有光路连接或者其他一些无源功能(分合波器等)的基板上(平面光波 导，硅光等)。

单片集成原理

单片集成是经过相同制作工艺，将不同元器件集成在同一衬底上的一体化技术，实现起来有较大技术难度， 但具有结构紧凑、尺寸小、功耗低、可靠性强等优势，是PIC的发展方向。利用硅光集成技术发展高折射率、尺寸和高集成度的高速光模块是当前研究者主要目标。目前，本领域技术 人员已经在硅光平台上实现了高速率的硅光调制器，高速率检测器，低损耗传输波导和波分复用等硅光器件。

03 硅光替代分立光器件核心驱动：流量&技术进步&边际成本

数据流量高速增长是硅光技术需求的原生动力

数据时代流量迅速增长对光通信性能提出更高要求，要求光通信行业做出变革，提高光通信产品的适应性和技术性。数据中心以太网交换机芯片处理高速率流量需求不断提高： 云数据中心的大型化将极大提升光模块的使用量，同时对光模块的传输距离有了 更高的要求，同时驱动了光模块工作速率不断升级。

光器件发展趋势：高度集成、小型化、高速率

叶脊网络架构进一步增加光模块需求：传统三层结构IDC网络架构有利于解决南北向数据传输问题（IDC内部与外部之间），然而伴随着虚拟 化、云计算、超融合系统等应用，使得东西向数据流成为主要流量，为了数据中心利用率以及效用最大化，越来越多的数据中心采用了叶脊 类型的网络架构，以叶脊架构为例，光模块总量是机柜数的46倍（传统传统三层架构光模块总量是机柜数的9倍）。

光通信提升带宽传统模式逼近极限

提高每个通道的比特速率，提升比特速率有两个方法:1、直接提升波特率；2、保持波特率不变，使用复杂的调制解调方式（如PAM4、QPSK， QAM16，QAM64等 ）。

分离器件光模块技术演进瓶颈，硅光性价比提升

硅光模块在高速率下，仍具有器件小、稳定性强和硅材料能耗低的特性，较传统光模块具有一定优势，因此硅光方案被相当一部分数据中心所采 用，硅光产业随即得到发展。

高阶调制模式无法匹配信噪比，DSP成本高度提升

高阶复杂调制，如PAM4、QPSK，QAM16，QAM64等，以提高比特率；以及更高的符号速率等。

1）高阶复杂调制，无法匹配光源信噪比，传输损耗增大：进一步提高系统容量可以采用高阶调制格式如8QAM（8-level quadratureamplitude modulation）或16QAM，但是高阶调制需要更高的OSNR（Optical-Signalto-Noise Ratio 光信噪比）。对于同样的符号速率， 16QAM所需的OSNR比QPSK高近7dB，这意味着在同样的光纤、光放大器和跨段距离的条件下，采用16QAM虽然可以把容量提高一倍，但 无电中继的传输距离会降低5倍。有许多技术可以提高16QAM的传输距离，如采用拉曼光放大器、低损耗和低非线性光纤、编码调制技术、 非线性补偿技术等等。

2）DSP成本高度提升，商用化难度提升：光通信系统速率越高，电芯片成本在系统中的比例就越高，其中DSP芯片成本制约占主。DSP的复 杂程度直接影响了光模块的成本与功耗。在100G时代，电芯片相关厂商有Macom、semtech，sillconlabs，Maxim等，商业化程度较高；而 400G时代电芯片则主要是Inphi、Broadcom、MaxLinear、Macom，供应商较少，规模效应未显。

400G以上的速率受限于激光器芯片速率及成本

光通信中主要涉及到的芯片包含光芯片和电芯片。光芯片是光模块中完成光电信号转换的直接芯片，又分为激光器芯片和探测器芯片；电芯片一方面实现对光芯片工作 的配套支撑，如 LD(激光驱动器)、TIA(跨阻放大器)、CDR(时钟和数据恢复电路)，一方面实现电信号的功率调节，如MA(主放)，另一方面实现一些复杂的DSP(数字信号 处理)。光芯片的成本占比通常在40%-60%，电芯片的成本占比通常在10%-30%之间。

硅光对传统光模块行业链影响

由于传统光模块制造过程中封装工序较为复杂，需要投入较多人工成本，而硅光 芯片高度集成，组件与人工成本也相对减少，对于下游封装厂或制造商的要求在 降低，尤其是2024 年后，采用硅光集成技术的光电共封装（CPO）技术预计将会 成为主流模式，传统光模块生产制造企业将会勉励较大的技术挑战。

04 典型厂商硅光产品布局汇总

欧美先发领先，中国初步发展

硅光技术自世纪初以来就在英美国家中受到重视。如英特尔和加州大学芭芭拉分校在硅光领域已经实现了完成十多年的产研合作，在很多关 键性的问题取得重大突破，欧洲也开展了一系列项目来拓展硅光技术的深度与广度，目前已经取得一定成效。

Acacia（思科收购）——布局独到的技术创新型公司

Acacia是一家美国的硅光模块生产厂商。该公司产品的特点是高性能；低能耗（AC1200 Flex目前实现了业界600G的最低功耗）；配套软件 合理；内置的DSP芯片开发水平高，计算能力出色；器件体型小。其两款产品（AC1200 Flex、可插拔模块CFP2-DCO）被权威评测机构 Lightwave`s innovation review评为满分产品。

Intel——商用规模和先进技术兼具的行业领头者

Intel布局硅光领域多年，在很多关键性技术上取得了重大的突破，也为公司取得了不菲的收入。2018年公司年报中披露，当年公司的收入能 够在传统业务下滑的状况实现增长，部分是依赖于硅光产品销售取得的突破。

Luxtera （思科收购）——走在商用化前端的硅光公司

Luxtera是一家专注于使用标准半导体晶圆代工厂生产光电收发器产品的硅光公司，其产品的方向主要是以数据中心，部分参与5G基础设施。 该公司规模出货量业内领先，在硅器件规模化生产研发方面经验深厚，与晶圆制造加工厂商有着长久的技术合作关系，生产良率高，成本低。

Mellanox（英伟达收购）—混合集成，特色耦合

Mellanox是一家以色列的端到端的智能网络设备提供商。其硅光产品既可以支持名为InfiniBand的高速网络连接标准，也可以支持以太网连 接标准，硅光收发器产品覆盖1Gb/s到200Gb/s速率。100Gb/s收发器物理介质分层覆盖SR4到LR4，而200Gb/s仅支持短距离（100m以下） 应用，均可进行批量生产；与此同时，400G QSFP-DD DR4 500m 收发器也在2019年进行了展出。

Sicoya（苏州熹联光芯） ——单片集成的先驱

Sicoya是一家德国的硅光创业公司，2017年以100G硅光子收发器进入市场，该收发器使用130nm的硅锗（SiGe）BiCMOS工艺制造，并声称 获得客户订单。2019年，展示其EPIC光电集成的400G硅光子学技术，目标指向QSFP-DD，OSFP和COBO封装的400G数据中心市场。与此 同时，Sicoya宣布在中国天津宣布建立新工厂，专注于光收发器和光引擎的组装和测试。（报告来源：未来智库）

05 硅光技术当前技术评估

硅光发展技术难点

目前，已量产的硅光模块，基于硅衬底的混合集成是主要方式。主要器 件包括：在硅衬底表面集成激光器（III-V族半导体，以InP为主）、调 制器（铌酸锂LiNbO3，具有优异的电光效应）、光探测器（Si中掺 Ge）、硅波导（Si对于1.31μm／1.55μm通信波段透明）、波分复用及 解复用器、耦合器等。

高速环境中波分复用、解复用器件仍待成熟

多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道的技术，常见复用方式有波分复用、偏振复用、模式复用等。极大地拓展了光互连的通 信容量。其中目前主流的复用方式为波分复用，但随着高速化需求的不断加强，其他复用方式也会得到推广。

光纤耦合、热管理仍待发展

光纤耦合：Si波导和光纤的耦合一直都是硅光技术的难点。Si波导尺寸仅有几百纳米，与单模光纤9um的芯径严重不符，直接耦合损耗过大。 耦合目前主要有光栅耦合和端面耦合两种方式，模斑转换器的损耗低，带宽大。而光栅耦合器的对准容差大、耦合位置不受限制，可进行芯 片级的测试，但对不同偏振需要单独设计参数。整体来看，光纤耦合技术依然有很大突破的空间，依然存在高密度多通道耦合 、通道间不一 致 、高效自动化耦合问题。

06 硅光技术在通信领域进展及市场

硅光市场：主要应用场景数据中心未来稳步向好

数据中心是指全球协作的特定设备网络，用来在因特网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。近年来数据中心产业在全球 范围内得到较快的发展，自2014年以来始终维持着较高的增长率，2018年已经实现6253.1亿元的市场规模。

交换机容量2-3年翻倍，传统可插拔光模块路径力不从心

交换机容量2-3年翻倍， 51.2T容量后传统光模块路径大概率走不通：交换机的最高密度是1RU上可插32个400G光模块，对应的容量12.8T。假 设两三年后800G光模块已经成熟并且尺寸功耗够小，交换机还能变大一倍，2RU下最大也就能提供51.2Tb的容量了，基于当前的可插拔模块 的路径是走不通了。

07 硅光行业产业链详细拆解及产业特征

全球硅光产业链全景：海外厂商主导，国内厂商跟随

硅光产业链上游主要包括PDA设计软件、晶圆、外延、制造设备和原材料供应商；中游包括设计、制造和封装厂商；下游主要是通信网络 设备及其他相关设备厂商。

PDA设计软件：硅光子设计自动化工具

硅光子设计从系统功能需求出发，基于功能分析和分解 ，设计出光子链路，并仿真获得其可实现的功能性参数；进一步地，物理仿真与优化， 获得组成光子链路的器件结构及布图设计；然后基于器件的物理模型，分析链路集成中的寄生效应并验证链路功能性，最后修正设计其结构参数。

SOI晶圆：硅光子时代的“隐身”英雄

制造硅光子芯片和器件最好、最自然的方法是使用绝缘体上硅（SOI） 晶圆: SOI材料相对于SiO2和 铟磷（InP）等材料体系具有更大的折射 率差，波导尺寸可以非常小。

Foundry：国内硅光商业化流片平台很弱，成为产业发展的重大短板

硅光子集成制造关键技术工艺流程包括：外延生长、纳米加工、异质结构键合、混合集成、器件封装、高频测试等，虽然相比于传统CMOS工艺 大大简化，但是也有众多不同，至少需要对标准 CMOS 工艺增加 3 个工艺模块：部分刻蚀、Ge 外延生长和光窗成型。

08 硅光非通信市场想象空间大

硅光子Fabless商业基础初步形成，将极大扩展硅光市场应用

目前由于硅光发展不成熟，硅光子产业链没有像微电子产业一样完全形成Foundry厂与硅光设计公司分开的产业格局，且硅光子集成度不高， 硅光器件的IP没有完全形成与成熟，所以光器件也一般由Fabless自行设计。

硅光Lidar：潜在应用场景市场价值高

自动驾驶目前是各大公司和投资者重点关注领域。自动驾驶汽车至少需要5类感应器，其中Lidar作为感知的关键环节不可或缺。它主要负责 路上状况感知，如感知行人、路面等，为智能决策提供数据来源。

光子计算：光子矩阵、 片上互联和片间传输取得突破性进展，硅光子赋能计算

据OpenAI统计，自2012年，每3.4个月人工智能的算力需求就翻倍，摩尔定律带来的算力增长已无法完全满足需求，硅光芯片更高计算密度 与更低能耗的特性是极致算力的场景下的解决方案。未来5-10年，以硅光芯片为基础的光计算将逐步取代电子芯片的部分计算场景。

硅光子蓄势待发消费者医疗可穿戴市场

光可以照射到组织和血管上以监测、检测和量化生物标记，因此光子学可以赋能无创医疗监测解决方案，用于低成本、小尺寸的医疗设备和面 向消费电子市场的可穿戴设备。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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