光子芯片领域研究重点和发展趋势分析
目录
引言
图1
1 光子芯片的全球竞争态势
1.1 美国
1.2 欧洲
1.3 日本
1.4 中国
2 光子芯片发展的重点方向
2.1 光子芯片设计软件
2.2 光子材料与器件
2.3 计量测试
2.4 异构集成与封装
3 光子芯片主要发展趋势
3.1 光通信与光互连为光子芯片的重要应用场景
3.2 硅光子芯片迎来技术快速迭代与产业链高速发展
图2
3.3 光子芯片为人工智能、量子计算等新兴计算带来突破性发展
图3
3.4 新材料、新工艺持续提高元件集成度、缩小光子芯片尺寸
4 结论与展望
摘要
目的
关键词： 光子芯片; 光子集成电路; 全球竞争态势; 研究重点; 发展趋势
引言
该技术也被视为一种用于实现信息传递与数据运算的独特方法。它也被认为是利用光线而非电流作为信息载体的一种先进手段。这种技术通常依赖于光纤介质来传递光线，并整合了光线与电信号的调制、传递、解调与处理等功能。其工作波长范围介于数百纳米至1微米之间，在此范围内能够发挥显著的优势。相比而言，并非必须像电子芯片那样追求工艺尺寸极限缩小的情况下才能获得更好的性能提升空间。该集成光学概念由Nokia Bell Labs的Miller SE首次提出[1]。
这些新兴领域如人工智能（AI）、5G技术以及工业物联网（IIoT）与自动驾驶的发展态势日益强劲。它们不仅推动全球数据量呈现指数级增长态势，并在算力需求呈现显著提升趋势的同时也带来了明显的能源消耗挑战（如图1所示）。当集成电路产业逐渐迈向后摩尔时代的转折点时，基于创新性设计策略构建的光子芯片体系展现出独特优势：它不仅具有极低功耗特征，在保证极低延迟性能的同时还拥有强大的计算能力；更重要的是这种架构能够有效缓解数据处理时延过长及实时性不足的问题。从战略层面的安全保障与技术需求出发，在光纤通信网络优化与重构方面，在光互连技术升级中，在高速计算架构优化中，在智能激光雷达系统构建中，在生物医学传感创新方面，在量子信息 processing 方面展现出广阔的前景[3]。
图 1
图1传统CPU的能耗**[2]**
Fig.1The energy efficiency of traditional CPU****
我们利用元分析技术（Meta-Analysis）以及层次分析模型对光子芯片领域政策性文件、科技研究报告以及新闻资讯进行了系统性地整理和评估。通过该研究探究其全球战略竞争格局、主要发展路径及未来趋势方向，并以期为光子芯片研究领域的管理者与科技工作者提供有益的参考依据。
1 光子芯片的全球竞争态势
当前阶段，光子芯片发展已进入关键期。当摩尔定律即将突破极限时，
各国科技发达国家针对光电产业均制定了系统性的发展规划。
在中美贸易摩擦以及中美科技关系出现断层等多重因素影响下，
我国对于光子芯片产业的关注度日益提升，并出台了一系列国家层面及地方政府层面的支持政策，
这些举措有望使我国成为全球光子技术领域的领军者。
1.1 美国
美国长期重视光电产业的发展情况。早在1991年便设立了美国光电子产业振兴会（Optoelectronics Industry Development Association, OIDA）。随后于2013年更新了《光学与光子：必要技术》（Optics and Photonics: Essential Technologies）报告[4]，旨在进一步提升政府、行业界及学术界对光子技术的关注度。到了2014年，《用光学和光子学打造更加光明的未来》（Building a Brighter Future with Optics and Photonics）报告得以发布[5]，旨在推动基础研究与早期应用研究并重，并重点支持生物光子学、微弱光光学、单光子技术、复杂媒介成像等7个方向的研究工作以及可获得性较强的制造设施支持和技术性较强的奇异光子研究领域[6]。与此同时，“国家光子计划”产业联盟由产学研多方力量共同创立，并于2015年正式宣布成立美国集成光子制造研究所（AIM photonics），其宗旨是打造完整的端到端美国光子生态系统[7]。继而于2022年，《国家先进制造业战略》白皮书提出通过整合光电制造与纳电子制造等技术方案加速半导体创新进程[8]。
美国国防部将光子学视为一项关键领域，并持续对相关研发项目进行资助以推动光子芯片技术在军事与商业领域的应用。（1）自2008年起连续资助"超高效纳米光子芯片间通讯项目（UNIC）"以及"光学优化嵌入式微处理器（POEM）"等研发计划以开发适用于高通量通信网络的CMOS兼容光子技术；（2）于2018年宣布第二阶段'电子复兴计划'中的'通用微光学系统激光器'和'极端可扩展性光子学封装'两大创新性研究项目旨在通过三维异构集成实现高性能光子芯片从而突破人工智能相控阵传感器及数据处理等多个前沿科技领域的发展瓶颈；（3）2019年启动'未来计算系统'战略研究计划旨在开发具备深度学习能力高算力与低功耗特征的集成式知识推理引擎以解决复杂计算需求；（4）2021年DARPA联合半导体研究联盟与产业界财团共同发起JUMP 2.0计划聚焦新型光电互连结构先进封装高性能节能器件等相关核心技术的研发以满足下一代数字与模拟应用的需求。
1.2 欧洲
光子技术是欧盟的关键驱动技术之一，在此框架下欧洲持续关注与开发颠覆性光子技术以推动创新进程。基于CMOS工艺的光子互连层（Photonic Interconnect Layer on CMOS, PICMOS）作为核心研发方向之一自2002年起至今欧盟已连续资助多项重大研究项目包括"光子库与制造技术（PLAT4M）"等旨在整合欧洲领先企业和潜在应用客户打造完整的硅光技术产业链条。与此同时"地平线2020计划"也通过资助多个重点研发项目如ELENA致力于构建基于绝缘体上铌酸锂（LNOI）的完整工业供应链PATTERN则聚焦于 next-generation 微波光子电路研发以期打造全球领先的工艺设计套件（PDK）及封装设计套件（ADK）。Photonics21平台发布的《欧洲的光时代》报告不仅为未来五年至十年间的欧洲光子学研究规划提供了蓝图更强调了先进光子学技术在全球战略中的关键作用涵盖高性能计算与量子计算增强现实虚拟现实等领域；德国联邦教育与研究部自2002年起实施"光学技术-德国制造（Optical Technologies - Made in Germany）"战略框架持续推动光学领域研究；荷兰政府通过国家增长基金支持集成化光子生态联盟开展前沿技术研发以巩固其在全球集成化光子领域的领先地位；西班牙发布的《PERTE Chip》计划则聚焦于尖端微处理器研发以及集成化量子芯片建设以助力欧盟在全球集成化微电子生态系统中的核心地位。
英国对光子学的发展给予高度重视。2018年发布的一份名为《光子学的兴起》的报告指出,该技术在解决人工智能、清洁能源开发、未来金融稳定以及人口老龄化等英国政府工业战略中的关键作用[15]；随后于2021年,英国政府将电子技术、光子技术和量子技术确定为其未来发展的重要战略方向之一[16]；根据2021年发布的一项最新预测,到2035年,英国光电产业规模预计将增至500亿英镑,成为全球生产效率最高的三大制造业之一[17]；与此同时,英国还将在2023年推出《国家半导体战略》，计划在混合集成与异构集成、光子集成等领域进行投资，并重点发展人工智能硬件、新材料及制造技术等新兴领域,以确保未来在全球半导体技术领域的领先地位[18]
随着量子科学的发展趋势不断演变，在这一背景下
1.3 日本
推动光子技术发展方面，在1980年之后日本便成立了光产业技术振兴协会（OITDA）。由于光电领域的重大技术发明多源于美国，在早期阶段日本政府主要依靠从外国引入技术和进行吸收消化；随后则逐步转向自主创新的发展模式。自2010年起便启动实施一系列"光电融合系统基础技术开发（PECST）"等项目，并将其作为内阁府支持的重点研发计划之一；该计划旨在到2025年前实现"片上服务器"以及"片上数据中心"的目标；在同一时期，《半导体和数字产业战略》实施计划中也明确将光电融合作为重点研发领域之一，并提出了以模块化部署、短距离光纤布设以及芯片内部互联三条路线推进的技术路线；最终目标是构建超低功耗的光电融合系统；与此同时，在这一框架下于2022年宣布实施日本半导体产业振兴基本战略；该战略划分为三大核心任务：第一阶段是紧急强化物联网专用半导体产能；第二阶段则是通过日美合作开发下一代半导体制造技术水平；第三阶段则是基于全球协作研发未来前沿科技体系，并特别聚焦于光电融合技术和量子计算领域的突破。
1.4 中国
我国在此领域较早开展布局工作。2016年，《十三五国家战略性新兴产业发展规划》要求做强信息技术核心产业，在后摩尔时代加快相关领域的发展。随后，在工业和信息化部电子信息司指导下，《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018—2022年）》提出提升核心技术能力和加强保障能力建设的目标。"十三五"期间，在科技部"光电子与微电子器件与集成"专项以及国家自然科学基金重大项目的支持下，在光子芯片领域取得了显著进展。目前，《信息科学》领域的重点项目包括"信息光子技术"以及"变革性技术关键科学问题"下的重要课题——'铌酸锂薄膜片上重要光子器件研发项目'等支持我国技术研发
在复杂多变的国际环境因素的推动下
2 光子芯片发展的重点方向
基于微电子产业的分类框架下
2.1 光子芯片设计软件
目前光子学设计生态系统仍处于发展阶段。已取得显著进展的器件级仿真工作仍在持续优化中。而更高层次的仿真仍有待进一步完善，并包括晶圆级自动化测试、设计规则核查、版图与原理图核查器以及设计测试工具等。此外，在实验数据处理方面也面临诸多挑战，并探讨如何简便地提取非线性度量指标如功放增益压缩比、电源效率评估指标及相干长度等关键参数，并附上相关计算公式（SFDR: Spurious Free Dynamic range, SFDR）[21]。
工艺设计套装将设计与制造基本分离开来，在微电子领域堪称一项划时代的创新。近年来硅光子领域在专用工具开发以及设计流程优化方面也进行了大量投入。Luxtera成为首个采用Cadence环境开发先进工艺设计套装的公司，Lumerical、Optiwave、Photon Design以及Synopsys均已推出专门针对TCAD平台的光子系统仿真工具。2022年全球EDA软件领军企业Synopsys与网络通讯设备商Juniper Networks联合推出了一款基于PDK访问的硅光子学平台，并集成单片激光器模块和完整的光学组件库[24]。国内研究机构华大九天与上海曼光也在积极拓展光电芯片领域的工艺设计套装研发。然而这些现有的工艺设计套装功能较为有限，在协同光电方案实现及完整PDA技术支撑方面仍有待加强[19]。而爱立信等企业则于2023年合计投入5千万美元用于研发 next-gen半导体整体设计方案[18]
2.2 光子材料与器件
光子芯片所使用的材料种类繁多且复杂。其中主要包含硅基半导体类如硅晶圆、SiGe/Si型硅衬底以及绝缘层覆盖的单晶硅等；晶体半导体类则涵盖铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)与磷酸钛氧钾(KTiOPO₄)等多种形式；此外还有相变聚合物、二维纳米结构等新兴复合型半导体材料作为补充选择。就现有技术发展而言，在这些不同类型的半导体中最为成熟稳定的两类是基于硅基底的半导体与磷化铟半导体组合而成的光子芯片系统。通过在单晶硅片上集成多个相同或不同功能的光子器件，在同一介质平台上实现多种光信号的有效传输与处理功能
完整的光子芯片由光源模块（Source Module）、光纤波导（Optical Waveguide）、调制组件（Modulator Unit）以及探测系统（Detector System）等核心部件构成。二氧化硅基板中的SiO2层结合高纯度单晶硅形成高效通信网络的关键结构。多种高性能光学材料各具优势特性：例如采用III-V族半导体制造激光发生器作为光源模块，在微米级集成空间实现高速率数据传输能力；基于氮化硅基板制造宽谱低损耗光纤，在长距离通信中展现卓越性能；利用铌酸锂片实现全电控可编程调节特性；而锗晶体则以其优异的室温光电致密性能应用于大规模集成电路中。这些高性能光学平台根据各自所采用的光学材料展现出独特的功能特性，并通过合理的结构组合实现了从信号产生到最终信号接收的最佳传递路径[25]。
由于硅属于间接带隙半导体材料，在发光效率方面存在局限性，在光子器件应用中并不适合作为光源材料[26]。为了克服这一缺陷并解决硅基光子芯片光源问题，在研究领域需结合包括III-V族半导体、Ⅳ族半导体等其他晶体材料以及量子点复合结构等多方面技术实现有效解决方案[27]。目前而言，在光子芯片制造流程中尚未形成一套标准化的制造工艺路线[28]主要源于其核心组件光波导器件必须具备极低传输损耗特性、具有小弯曲半径特征以及实现高效的调制能力这三项关键指标然而现有光子材料体系及加工工艺难以同时满足上述三项技术要求[29]。此外在新兴光电材料领域如薄膜铌酸锂片材相变材料与二维层状材料等尚未形成成熟的标准化制备工艺限制了光子芯片产业的发展速度[30]另一方面光学衍射极限理论限制了人们如何通过优化光子结构设计将光场压缩至亚波长尺度并利用新型调控机制增强光物质相互作用这一技术难题仍是当前纳光电子与光子芯片领域亟待突破的重要科学方向[31]为了实现三维集成度高稳定性与高性能的光学集成芯片仍需深入研究各向异性光纤之间的耦合效应与相互作用机制这一关键问题[32
2.3 计量测试
在集成光路的研发过程中, 对材料性能的表征、工艺参数的计量以及光电器件的功能检测是必不可少的关键环节. 为了满足不同的测试需求, 计量与检测系统通常需要在严格的环境参数条件下运行, 包括温度、湿度、气体浓度以及光照强度等关键指标. 当使用光子芯片时, 所选材料类型繁多, 其计量与检测方案必须具备广泛的适应性以满足不同制造商的技术需求. 对于对工艺误差极为敏感的各种器件, 如纳米材料基底、二维层状材料器件、三维结构器件以及新型光子器件特别是纳光学电子器件, 如何实现高精度的实时原位检测并最终实现自动修复, 已成为大规模集成光子芯片发展的核心技术瓶颈. 随着量子计算与神经形态计算等新型计算模型的成功应用, 将进一步推动相关技术的进步. 2022年美国国家标准与技术研究院与美国AIM Photonics公司达成合作研发协议, 计划引入电气校准结构用于芯片电子性能测量与评估工作, 并成功实现了运行速度达到110 GHz[30]的目标.
随着数据科学与人工智能的发展
2.4 异构集成与封装
以实现大规模光电集成芯片的产业化应用为目标，在实际操作中需要充分利用各种材料的独特性能优势，并通过先进的异质/异构集成技术将不同类型、多功能的光子器件整合到一个单独的芯片或系统架构中以获得最佳性能表现。作为一项能够充分发挥多种材料综合优势的技术手段[32]，这一新兴方法不仅可以克服单片光子芯片的技术限制[33]，还能将具有各自体系最优性能的不同材料组件集成为一个系统级整体架构从而构建出高集成度且功能完善的系统级集成光子芯片显著提升了整体性能指标并实现了功能扩展目标。
基于积分元器件是否使用相同材料,光子芯片的集成为两种类型:单片集和社会集.其中,单片集成为一个一致的技术流程,将不同类型的元器件整合在同一基板上完成的一种技术.与混集相比,单片集成电路解了封装难题,具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,是大规模集成为一个关键途径.然而,由于面临多材料兼容性、光路-电路检测以及散热等问题,目前其技术和成本仍存在较大挑战.常用的基材体系包括硅基材料和磷化铟材料.硅基材料虽能在一定程度上实现光源等有源器件的整合,但受限于成本高昂且难以大规模应用这一特点.而磷化铟材料虽然价格较高但具备更强的整合能力.相比之下,混集则通过利用光子引线键合技术和分子晶圆键合等方法将不同材质组件进行物理连接.混集的优点在于能够充分利用各类材料的优势,提升各功能器件性能的同时实现无源光波导与有源组件间的自由结合.这不仅避免了因材质差异导致的晶格失配问题,还简化了制造流程以降低生产成本.不过混集同样面临着封装复杂度高、成本居高不下以及整合度受限等问题.2023年瑞士洛桑联邦理工学院与IBM借助晶圆键合技术成功制备出一种基于混氮化硅-铌酸锂平台的超低损耗快速调谐激光器[34].
目前硅光子学的主要障碍在于芯片与光纤之间的耦合问题。为此必须开发高效经济的封装技术以应对这一挑战因而需要建立先进可靠的高精度标准化的大规模封装工艺平台共封装光学（Co-packaged optics）作为一种新型光学封装技术将实现对光学元件的集成化处理通过优化光路长度和提升耦合效率从而实现更高密度的光电集成和更强性能的光通信系统这一技术对于实现多材料异构集成器件具有重要意义2021年台积电推出了紧凑型通用光子引擎（COUPE）硅光子异质集成技术该技术实现了对多种计算控制专用集成电路（ASIC）以及高性能光引擎的集成使其能够满足日益增长的数据中心需求
此外
3 光子芯片主要发展趋势
3.1 光通信与光互连为光子芯片的重要应用场景
该段文字描述了光子芯片在现代信息时代中的关键地位及其技术创新需求。具体而言，在当前高速数据传输与快速发展的新兴技术背景下，该技术正通过提升传输效率与集成度来满足日益增长的数据处理与传输需求。
当前阶段，在全球范围内400G网络技术已逐步应用于商用部署。与此同时，800G网络样机研制工作正稳步推进中。值得注意的是，在这一竞争格局下，1.6Tb/s速率的网络技术已被视为全球各国争相追逐的核心热点之一。在这一背景下，在2021年之前不久我国两家顶尖科研机构——国家信息光电子创新中心与鹏城实验室就已经完成了1.6Tb/s硅基光学收发芯片联合研发并实现了功能性验证测试；随后于2022年日本NTT公司在波长传输与接收能力方面展示了超过2 Tb/s的数据传输性能，并成功在基于240km光纤长度下的放大器中实现了稳定传输达到2.02 Tb/s的速度水平[37]。此外，在数据中心领域 counterpartily, 英特尔于去年宣布建立了专门用于研发数据中心高速互联技术的集成光子学研究中心, 旨在通过推动新型光学技术和器件的研发, 以及CMOS电路架构与系统集成创新, 来满足未来十年及更长时间内对高能效与高带宽需求的技术挑战[38]
3.2 硅光子芯片迎来技术快速迭代与产业链高速发展
经过几十年的发展历程，在硅光子芯片领域经历了多个关键阶段：从理论研究与技术创新阶段到实验验证的关键突破；随后向分立式器件阶段发展；随后进入异构集成阶段；接着实现单片集成；最后完成光电器件的全面集成。这一创新性技术路径完美结合了成熟微电子与先进光电子领域的最新成果，在光通信与光计算等前沿领域确立了重要地位，并在激光雷达技术、医疗传感网络以及智能计算设备等多个领域展现出广阔的前景。
图 2
图2硅光子芯片的技术演变示意图**[39]**
Fig.2A schematics of the evolution of silicon photonics along the years****
阿里巴巴达摩院发布的《2022十大科技趋势》中指出，《硅光子芯片》是该榜单的一项重要预测；随着云计算和人工智能的快速发展，《硅光子芯片》在未来三年内预计将承担绝大部分大型数据中心内的高速信息传输的核心任务；与此同时，在今年的英国激光器研发公司Vector Photonics的年度发布会上，《1瓦全半导体光子晶体结构表面发射激光器》的研发进展备受关注，并已明确表示将推进该技术向人工智能领域延伸的应用化进程；据称该设备的最大输出功率将至少达到现有DFB激光器水平的十倍[40]
基于硅光子芯片开发的车载激光雷达技术，在无人驾驶与智能驾驶技术的应用领域已获得广泛应用。于2022年，美国加州大学伯克利分校的研究团队成功整合了FPSA与MEMS单片电路，在仅占面积为10 × 11 mm²的硅光子芯片上实现了具有16,384像素分辨率的FMCW成像激光雷达系统，并取得了显著的技术突破[41]。
3.3 光子芯片为人工智能、量子计算等新兴计算带来突破性发展
基于光子技术的新一代计算架构也为人工智能与量子计算等前沿领域的发展提供了新的可能性。该方案有望通过采用基于光子技术的新型计算方法来缓解当前面临的摩尔定律限制以及提升冯·诺依曼架构下的运算能力与能耗效率。
当电子芯片的算力增长明显低于人工智能计算需求的增长时（如图3所示），人工智能光子芯片应运而生。这种芯片以微纳光子技术和光学计算为基础的人工智能系统能够有效应对低功耗、高速率和海量数据处理的关键挑战。其中一项核心技术是光子神经网络的发展状况[43]。2021年，在华中科技大学和中国科学院上海技术物理研究所的支持下，二维半导体硅基同质器件首次实现了类脑功能的"光电传感-计算-存储一体化"神经形态芯片架构[44]。随后，在2023年，中国科学院半导体研究所利用波分复用技术结合光的多模干涉技术开发出了具有超高集成度的光学卷积处理器，并验证了其在手写数字图像特征提取和分类方面的性能[45]。Lightmatter、Lightelligence等初创企业也在积极投身于这一领域的研究与开发中。
图 3
图3人工智能计算需求增长曲线与电子芯片算力增长曲线**[42]**
The study illustrates the progression trends in both the requirements for AI computation and the advancement of semiconductor capabilities.
光量子芯片基于传统微纳加工技术，在单一芯片上集成了大量光量子器件以完成量子计算流程，并具备高集成度、超高速度、超强并行性、超高带宽、超低延迟及超低损耗等特点。研发全固态集成的光子芯片以实现光子态的片上制造、传输、存储及检测已成为推动量子信息技术规模化应用的关键路径[46]。2021年,我国正式成立全球首家专注于光量子计算的研发机构图灵量子[47];上海交通大学实现了单片集成128个全同量子光源阵列芯片[48]。2022年,加拿大Xanadu团队与美国国家标准与技术研究所合作开发了可编程光量子芯片Borealis[49],并验证了其在量子计算方面的优势；美国宾夕法尼亚大学在光子芯片上设计了一种片上光学深度神经网络,成功消除了传统计算机芯片中转换信号耗时、模拟信号到数字信号转换耗时、大内存模块耗时以及基于时钟的计算耗时等因素的影响,在仅9.3 mm²面积内用约0.5 ns的时间完成了整个图像分类任务,实现了首个完全可在集成光子设备上按可扩展模式实现深度神经网络[50]。2023年,北京大学携手中科院微电子研究所等研究团队开发出了晶圆级超大规模硅基光量子芯片加工技术和整合能力,成功制备出约包含2500个元器件的超大规模硅基光子学图论光量子芯片[51];由英国初创公司Wave Photonics牵头开展QPICPAC项目,致力于通过快速高效封装技术实现大规模部署[52]。全球多家相关研究公司纷纷建立光量子芯片中试线,图灵量子也已启动国内第一条商业化的光子芯片中试线建设。
为了促进量子信息科学领域的研究工作, 高质量的量子光源对于研究具有重要意义.
3.4 新材料、新工艺持续提高元件集成度、缩小光子芯片尺寸
光子芯片技术还在不断迭代发展中，新材料、新工艺和新制造设备的持续发展，趋使光子元件尺寸不断缩小、光子元件密度不断提高。德国卡尔斯鲁厄理工学院研究人员在2012年提出的光子引线键合（Photonic wire bonding）技术可以实现不同光芯片、芯片与光纤之间的互联，其性能指标在持续研究中不断提高，进一步实现了光子元件小型化和高度集成[41]。此外，2021年，美国加州大学圣塔芭芭拉分校和瑞士洛桑联邦理工学院采用CMOS兼容的半导体工艺，首次实现了半导体激光器和非线性光频梳的单片全集成和功能化，为超低损耗氮化硅平台提供了高性能III-V族激光光源[57]。2022年，南京大学将飞秒脉冲激光聚焦于铌酸锂晶体材料内部，把光雕刻铌酸锂三维结构的尺寸，从传统的1微米量级首次缩小到纳米级，大大提高了加工精度[58]。2023年，中国科学技术大学与新加坡国立大学等首次利用新型二维材料NbOCl2的非线性过程实现了超薄的量子光源，厚度可低至46 nm[59]。从长远来看，全光系统级芯片，即在尺寸更小的芯片上通过全光调控加载更多功能、拥有更大的存储密度及更高的运行效率，是光子芯片的发展趋势和发展目标，目前已在光通讯、量子计算机领域展示出了显著优势和发展前景。
4 结论与展望
自21世纪以来，在数据流量快速增加的背景下尤其是互联网快速发展的推动下宽带传输需求日益提升新一代信息技术呈现出快速发展的态势全球光子芯片市场持续呈现增长态势
为尽快掌握核心技术战略主动权,推动实现国家层面的战略性科技突破,提出以下一揽子政策措施：（1）强化基础研究引领,推进多层级创新体系构建,突破光子芯片设计软件受人制衡的关键瓶颈问题,突破光子材料与高端光子器件的重大卡脖子技术困境,充分发挥国际尖端技术和先进工艺的优势,加快新型封装技术和集成化制造流程的研发进程,推动制造能力持续提升,加速新技术产品的市场面世节奏,全面提升光子芯片领域的标准制定水平和服务能力,巩固并扩大在全球光电子材料、设计制造及封装行业中的领先地位。（2）拓展多元化的国际合作网络,构建多层次产业生态体系.基于发达国家在高端光子器件方面的技术积累优势,主动对接德国、英国、荷兰等关键合作伙伴,深化双方的技术创新能力互鉴与资源共享机制.通过建立开放型创新生态系统和发展共同体模式,促进我国在全球产业链中话语权的持续提升.