中國信通院發(fā)布《信息光子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告（2024年）》

2024-12-24 08:32:15來源：中國信通院閱讀量：18272 評(píng)論

　　在信息技術(shù)領(lǐng)域，光子是與電子并駕齊驅(qū)的基礎(chǔ)性支撐技術(shù)，具有廣泛應(yīng)用潛力，在未來網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算、智能感知、新型顯示等領(lǐng)域前景廣闊，有望成為新質(zhì)生產(chǎn)力的強(qiáng)勁引擎，對(duì)改造升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、培育壯大新興產(chǎn)業(yè)、前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)具有重要意義。同時(shí)，在微電子集成電路發(fā)展趨勢(shì)放緩背景下，光子技術(shù)不追求工藝尺寸的極限縮小，有望通過光電融合等新方式開辟“后摩爾時(shí)代”新賽道。

　　2024年12月20日，中國信息通信研究院(簡稱“中國信通院”)正式發(fā)布《信息光子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研究報(bào)告(2024年)》，中國信通院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所吳冰冰對(duì)報(bào)告進(jìn)行了解讀。

　　報(bào)告對(duì)信息光子的總體發(fā)展態(tài)勢(shì)、重點(diǎn)細(xì)分領(lǐng)域、光子材料與基礎(chǔ)工藝、光電融合的最新研究與應(yīng)用進(jìn)展等進(jìn)行了系統(tǒng)分析，研判未來五到十年發(fā)展趨勢(shì)，并提出推動(dòng)我國信息光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見建議。

　　報(bào)告核心觀點(diǎn)

　　1. 概念范疇方面，“信息光子”是光子學(xué)與信息科學(xué)的交叉領(lǐng)域，將光子作為載體，通過操控光子實(shí)現(xiàn)信息的獲取、傳遞、處理和呈現(xiàn)。橫向包含光采集、光連接、光算存和光呈現(xiàn)四大細(xì)分領(lǐng)域，貫穿信息生命周期全過程；縱向包含核心光子芯片器件和材料、模塊級(jí)產(chǎn)品、系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，并進(jìn)一步賦能上層各類業(yè)務(wù)及應(yīng)用，價(jià)值鏈不斷延伸。

　　2. 發(fā)展階段方面，信息光子整體處于多樣化發(fā)展階段，光通信、光存儲(chǔ)、光采集、光呈現(xiàn)等傳統(tǒng)方向已規(guī)模部署，并不斷向更高性能、更多場(chǎng)景應(yīng)用等下一代路徑發(fā)展演進(jìn)；同時(shí)，芯片級(jí)光互連、光計(jì)算、新型存儲(chǔ)等新興方向涌現(xiàn)，新范式不斷構(gòu)建，在信息化全域的重要性更加凸顯。

　　3. 四大細(xì)分領(lǐng)域方面，（1）光連接持續(xù)向高速率、大容量、多場(chǎng)景等方向演進(jìn)。AI影響下速率迭代周期縮短，即將邁入T+b/s時(shí)代，并通過頻譜拓展和新型光纖等實(shí)現(xiàn)容量提升；（2）基于光電混合架構(gòu)的專用模擬光計(jì)算為研究熱點(diǎn)，在處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理等涉及大量運(yùn)算工作負(fù)載、且不需要精確解的特定任務(wù)時(shí)，可作為協(xié)處理器為電計(jì)算“補(bǔ)充加速”；（3）光采集基于多元化應(yīng)用場(chǎng)景，逐步向大規(guī)模、多功能、高精度、微型化、低成本、高可靠的集成式和分布式方向演進(jìn)；（4）光呈現(xiàn)多技術(shù)方案并行發(fā)展，未來幾年預(yù)計(jì)仍將以LCD和OLED兩大技術(shù)路徑為主線，Micro LED、印刷OLED、集成化、三維化等成為新重點(diǎn)。

　　4. 共性基礎(chǔ)方面，光子材料多體系并存，光子集成正處于轉(zhuǎn)向規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，制造工藝與先進(jìn)封裝是布局重點(diǎn)。其中，硅基光電子在集成度、大規(guī)模低成本制造方面具備優(yōu)勢(shì)，未來以硅基光電子為基礎(chǔ)平臺(tái)、采用不同材料的異質(zhì)異構(gòu)集成極具發(fā)展前景。與微電子集成電路CMOS相比，光子集成在工藝流程和復(fù)雜程度上相似，但在功能結(jié)構(gòu)單元、材料體系、標(biāo)準(zhǔn)化程度、發(fā)展規(guī)律和提升維度等方面差異明顯。

　　5. 交叉融合方面，一是信息光子各細(xì)分領(lǐng)域由單一領(lǐng)域獨(dú)立發(fā)展向多功能融合化演進(jìn)，加速系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新與新應(yīng)用裂變，構(gòu)建“計(jì)算+連接” “存內(nèi)計(jì)算”“通感一體”“感算融合”等新范式；二是光電融合成為后摩爾時(shí)代重要選項(xiàng)，不僅在擴(kuò)展摩爾方向鋒芒初露，在超越CMOS方向亦有諸多可能性。

　　6. 意見建議方面，我國及美、歐、日、韓等全球主要經(jīng)濟(jì)體均高度重視光子能力構(gòu)建，為推動(dòng)信息光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，需加強(qiáng)戰(zhàn)略研究與統(tǒng)籌規(guī)劃、提升創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、深化生態(tài)建設(shè)與應(yīng)用牽引，促進(jìn)多方要素形成合力，“政產(chǎn)學(xué)研用”各類主體共同打造融合式創(chuàng)新。

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