美日欧硅光子技术发展简况

　　Development of silicon photonics technology in us, Japan and Europe

　　美国一直注重光子产业的发展，早在1991年就成立了“美国光电子产业振兴会”（OIDA），以引导资本和各方力量进入光电子领域。2008~2013年，DARPA开始资助“超高效纳米光子芯片间通讯”项目（Ultraperformance Nanophotonic Intrachip Communications，UNIC）。目标是开发和CMOS兼容的光子技术用于高通量的通讯网络。2014年，美国建立了“国家光子计划”产业联盟，明确将支持发展光学与光子基础研究与早期应用研究计划开发，支持4大研究领域及3个应用能力技术开发，并提出了每一项可开发领域的机会和目标。

　　美国以IBM、Intel、Luxtera公司为代表，近年来都在光互连技术研发方面取得了不错的成绩。

　　IBM demos first fully integrated monolithic silicon photonics chip

　　日本发展光电子技术时间也较早，1980年，为推动光电子技术的发展，日本成立了光产业技术振兴协会（OITDA）。在产业化及市场方面，由于光电领域的重大技术发明多产生于美国，因此，早期日本政府主要是靠引进外国技术进行消化吸收，后期则是自主创新过程。2010年，日本开始实施尖端研究开发资助计划（FIRST），该计划由日本内阁府提供支援。FIRST计划是从600个提案中选出30个核心科研项目予以资助，项目资助的总金额达到1000亿日元。光电子融合系统基础技术开发（PECST）是FIRST计划的一部分，以在2025年实现“片上数据中心”为目标。

　　硅光子技术在欧洲各国也受到了广泛的关注。2010年前，为了发展光电子集成电路（OEIC），欧洲发起了几大项目：PICMOS项目验证硅回路上InP键合器件的全光链路；随后发起的WADIMOS项目进一步验证光网络；英国硅光子学项目和欧洲HELIOS项目主要关注光电子集成的电信设备，可以完成SOI光子回路的晶片键合或光子金属层的低温制造。从2013开始， 欧盟的节能硅发射器使用III-V族半导体量子点和量子点材料的异质集成（SEQUOIA）项目一直在开发具有较好的热稳定性、高调制带宽以及可能产生平面波分复用蜂窝的混合III-V激光器。作为欧盟第七框架计划（FP7）研发领域的具体目标研究项目（STREP）之一，IRIS项目由爱立信与欧洲委员会联合创建，旨在利用硅光子技术，创建高容量和可重构WDM光交换机，实现在单个芯片上整体集成电路。

　　2013年，欧盟启动4年期针对硅光子技术的欧盟PLAT4M（针对制造的光字库和技术）项目。该项目的目的是打造硅光子技术的整个产业链，聚集了以法国微电子和纳米技术研究中心CEA-Leti为领导的包括德国Aifotec公司等在内的15家欧盟企业和研究机构以及潜在用户。

　　在硅基光子学研究方面，我国较早开展了相关研究，例如中科院半导体研究所的王启明院士近年来专心致力于硅基光子学研究，主持了国家自然科学基金重点项目“硅基光电子学关键器件基础研究”，在硅基发光器件的探索、硅基非线性测试分析等方面取得了许多进展。但从整体来看，我国对硅基光子学的研究与世界相比还有一定差距。

　　我国硅光子产业也处于发展初期，产业基础较为薄弱。目前，光迅科技、华为、海信都已经在硅光子产业开展部署规划，光迅科技已经投入研发探索硅光集成项目的协同预研模式，力争打通硅光调制、硅光集成等多个层面的合作关节，但是国内整体技术发展距离发达国家仍有较大的差距。中国在光电子器件制造装备研发投入分散，没有建立硅基和 InP 基光电子体系化研发平台。随着国内企业综合实力逐渐增强，以及国家集成电路产业的扶持，国内厂商需要不断加快推进硅光子项目。