美日歐硅光子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)況

　　Development of silicon photonics technology in us, Japan and Europe

　　美國一直注重光子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，早在1991年就成立了“美國光電子產(chǎn)業(yè)振興會(huì)”（OIDA），以引導(dǎo)資本和各方力量進(jìn)入光電子領(lǐng)域。2008~2013年，DARPA開始資助“超高效納米光子芯片間通訊”項(xiàng)目（Ultraperformance Nanophotonic Intrachip Communications，UNIC）。目標(biāo)是開發(fā)和CMOS兼容的光子技術(shù)用于高通量的通訊網(wǎng)絡(luò)。2014年，美國建立了“國家光子計(jì)劃”產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，明確將支持發(fā)展光學(xué)與光子基礎(chǔ)研究與早期應(yīng)用研究計(jì)劃開發(fā)，支持4大研究領(lǐng)域及3個(gè)應(yīng)用能力技術(shù)開發(fā)，并提出了每一項(xiàng)可開發(fā)領(lǐng)域的機(jī)會(huì)和目標(biāo)。

　　美國以IBM、Intel、Luxtera公司為代表，近年來都在光互連技術(shù)研發(fā)方面取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

　　IBM demos first fully integrated monolithic silicon photonics chip

　　日本發(fā)展光電子技術(shù)時(shí)間也較早，1980年，為推動(dòng)光電子技術(shù)的發(fā)展，日本成立了光產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興協(xié)會(huì)（OITDA）。在產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)方面，由于光電領(lǐng)域的重大技術(shù)發(fā)明多產(chǎn)生于美國，因此，早期日本政府主要是靠引進(jìn)外國技術(shù)進(jìn)行消化吸收，后期則是自主創(chuàng)新過程。2010年，日本開始實(shí)施尖端研究開發(fā)資助計(jì)劃（FIRST），該計(jì)劃由日本內(nèi)閣府提供支援。FIRST計(jì)劃是從600個(gè)提案中選出30個(gè)核心科研項(xiàng)目予以資助，項(xiàng)目資助的總金額達(dá)到1000億日元。光電子融合系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)（PECST）是FIRST計(jì)劃的一部分，以在2025年實(shí)現(xiàn)“片上數(shù)據(jù)中心”為目標(biāo)。

　　硅光子技術(shù)在歐洲各國也受到了廣泛的關(guān)注。2010年前，為了發(fā)展光電子集成電路（OEIC），歐洲發(fā)起了幾大項(xiàng)目：PICMOS項(xiàng)目驗(yàn)證硅回路上InP鍵合器件的全光鏈路；隨后發(fā)起的WADIMOS項(xiàng)目進(jìn)一步驗(yàn)證光網(wǎng)絡(luò)；英國硅光子學(xué)項(xiàng)目和歐洲HELIOS項(xiàng)目主要關(guān)注光電子集成的電信設(shè)備，可以完成SOI光子回路的晶片鍵合或光子金屬層的低溫制造。從2013開始， 歐盟的節(jié)能硅發(fā)射器使用III-V族半導(dǎo)體量子點(diǎn)和量子點(diǎn)材料的異質(zhì)集成（SEQUOIA）項(xiàng)目一直在開發(fā)具有較好的熱穩(wěn)定性、高調(diào)制帶寬以及可能產(chǎn)生平面波分復(fù)用蜂窩的混合III-V激光器。作為歐盟第七框架計(jì)劃（FP7）研發(fā)領(lǐng)域的具體目標(biāo)研究項(xiàng)目（STREP）之一，IRIS項(xiàng)目由愛立信與歐洲委員會(huì)聯(lián)合創(chuàng)建，旨在利用硅光子技術(shù)，創(chuàng)建高容量和可重構(gòu)WDM光交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)在單個(gè)芯片上整體集成電路。

　　2013年，歐盟啟動(dòng)4年期針對(duì)硅光子技術(shù)的歐盟PLAT4M（針對(duì)制造的光字庫和技術(shù)）項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目的是打造硅光子技術(shù)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，聚集了以法國微電子和納米技術(shù)研究中心CEA-Leti為領(lǐng)導(dǎo)的包括德國Aifotec公司等在內(nèi)的15家歐盟企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)以及潛在用戶。

　　在硅基光子學(xué)研究方面，我國較早開展了相關(guān)研究，例如中科院半導(dǎo)體研究所的王啟明院士近年來專心致力于硅基光子學(xué)研究，主持了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“硅基光電子學(xué)關(guān)鍵器件基礎(chǔ)研究”，在硅基發(fā)光器件的探索、硅基非線性測(cè)試分析等方面取得了許多進(jìn)展。但從整體來看，我國對(duì)硅基光子學(xué)的研究與世界相比還有一定差距。

　　我國硅光子產(chǎn)業(yè)也處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱。目前，光迅科技、華為、海信都已經(jīng)在硅光子產(chǎn)業(yè)開展部署規(guī)劃，光迅科技已經(jīng)投入研發(fā)探索硅光集成項(xiàng)目的協(xié)同預(yù)研模式，力爭(zhēng)打通硅光調(diào)制、硅光集成等多個(gè)層面的合作關(guān)節(jié)，但是國內(nèi)整體技術(shù)發(fā)展距離發(fā)達(dá)國家仍有較大的差距。中國在光電子器件制造裝備研發(fā)投入分散，沒有建立硅基和 InP 基光電子體系化研發(fā)平臺(tái)。隨著國內(nèi)企業(yè)綜合實(shí)力逐漸增強(qiáng)，以及國家集成電路產(chǎn)業(yè)的扶持，國內(nèi)廠商需要不斷加快推進(jìn)硅光子項(xiàng)目。