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深度解讀

光子芯片或助中國在第四次科技革命中“換道超車”?

激光制造網(wǎng) 來源:瞭望2022-02-23 我要評(píng)論(0 )   

  ◇信息時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施是電子芯片(集成電路),人工智能時(shí)代將更多地依托光子芯片(集成光路),光子芯片是未來新一代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和核心支撐    ◇光子...

  ◇信息時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施是電子芯片(集成電路),人工智能時(shí)代將更多地依托光子芯片(集成光路),光子芯片是未來新一代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和核心支撐  

  ◇光子對(duì)電子并不是替代關(guān)系,準(zhǔn)確地講光子產(chǎn)業(yè)是對(duì)電子產(chǎn)業(yè)的升級(jí),能夠催生新的產(chǎn)業(yè)  
  ◇現(xiàn)在是否應(yīng)全面布局人工智能時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施,大力發(fā)展培育光子芯片,引領(lǐng)未來的“消費(fèi)光子時(shí)代”?  
  ◇隨著國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,中外差距正日益縮小,且我國在局部已具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)
  

  隨著全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入“后摩爾時(shí)代”,其進(jìn)一步提升的難度與時(shí)間成本都非常之高。在面向“后摩爾時(shí)代”的潛在顛覆性技術(shù)里,光子芯片已進(jìn)入人們的視野。其所具有的高速度、低能耗、工藝技術(shù)相對(duì)成熟等優(yōu)勢(shì),能夠有效突破傳統(tǒng)集成電路物理極限上的瓶頸,滿足新一輪科技革命中人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等產(chǎn)業(yè)對(duì)信息獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)、顯示的技術(shù)需求。也因之國際巨頭正投入大量資源進(jìn)行研發(fā),目前已對(duì)傳統(tǒng)芯片形成部分替代,并在5G通信、大數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域開拓了大量新應(yīng)用。
  
  對(duì)我國而言,既要在傳統(tǒng)賽道電子芯片領(lǐng)域盡快補(bǔ)短板,也要盡早在光子芯片等新賽道布局發(fā)力。雙管齊下,抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)遇,努力爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)“非對(duì)稱趕超”。
  
  光子學(xué)是與電子學(xué)平行的科學(xué)
  

  芯片是人類信息技術(shù)史上的一次變革性突破。從石器時(shí)代的壁畫、巖畫,到農(nóng)業(yè)時(shí)代的竹簡(jiǎn)、活字印刷術(shù),再到工業(yè)時(shí)代的電話、電報(bào)、電視,人類信息生成、傳輸、處理、存儲(chǔ)等載體發(fā)生了多次變革。從本質(zhì)上講,芯片就是通過利用半導(dǎo)體材料的物理特性來實(shí)現(xiàn)對(duì)承載信息的微觀粒子(電子或光子等)的操控,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息生成、傳輸、處理、存儲(chǔ)等的一種關(guān)鍵技術(shù)。
  
  電子芯片是利用電子來生成、處理和傳輸信息的,光子芯片則是利用光子來生成、處理、傳輸并顯示信息的。
  
  自19世紀(jì)末、20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)現(xiàn)電子以來,人類開辟了電子技術(shù)的新時(shí)代。通過在半導(dǎo)體材料上對(duì)電子進(jìn)行操控,人類實(shí)現(xiàn)了通過電子來生成、處理和傳輸信息,實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)的跨越式發(fā)展。從首個(gè)電子管被制造出來,到晶體管誕生,半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展。直到集成電路被發(fā)明出來,電子芯片成為現(xiàn)代信息技術(shù)的基石,推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)入了微電子科技時(shí)代。電子芯片誕生以來,經(jīng)過六七十年的發(fā)展,圍繞它已形成一個(gè)成熟、龐大的產(chǎn)業(yè)體系,帶動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)、軟件行業(yè)和消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,催生了CPU、操作系統(tǒng)、PC、手機(jī)、筆記本電腦等數(shù)萬億的產(chǎn)值以及下游互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等應(yīng)用領(lǐng)域幾十萬億的產(chǎn)值。
  
  光子學(xué)是與電子學(xué)平行的科學(xué)??茖W(xué)家普遍認(rèn)為,光子可以像電子一樣作為信息載體來生成、處理、傳輸信息。荷蘭科學(xué)家最早提出“以光子作為信息載體和能量載體的科學(xué)”。中國科學(xué)院西安光機(jī)所首任所長(zhǎng)龔祖同院士(學(xué)部委員)在1978年9月召開的第二屆全國高速攝影會(huì)議的發(fā)言中提到,激光問世以后,與其聯(lián)系著的光子學(xué)逐步成長(zhǎng)。1979年,錢學(xué)森教授在《中國激光》上著文,首次提出“光子學(xué)、光子技術(shù)和光子工業(yè)”的構(gòu)想,并認(rèn)為以集成光路為核心的光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力可以超過電子計(jì)算機(jī)百倍、千倍乃至萬倍。
  
  電子學(xué)有四個(gè)基本要素,分別是作為載體的電子、作為傳輸介質(zhì)的電纜和電路、發(fā)電機(jī)和晶體管。與之對(duì)應(yīng),在光子學(xué)中信息載體是光子,傳輸介質(zhì)是光波波導(dǎo)和光纖,激光發(fā)射器好比發(fā)電機(jī),光電調(diào)制元件相當(dāng)于電子開關(guān)和電子晶體管。
  
  從發(fā)展路線來看,電是從電學(xué)開始到電子學(xué),再到電子回路、電子集成、電子系統(tǒng)、電子工程,最后到電子產(chǎn)業(yè)。光是從光學(xué)開始到光子學(xué)、光子回路、光子集成、光子系統(tǒng)、光子工程,最后到光子產(chǎn)業(yè)。根據(jù)底層的科學(xué)邏輯可以判斷,人類一定會(huì)進(jìn)入微光子學(xué)時(shí)代,利用微光子技術(shù)進(jìn)行元器件的大規(guī)模集成必定會(huì)實(shí)現(xiàn)。
  
  光子芯片是否會(huì)替代電子芯片
  

  在電子芯片發(fā)展已有六七十年、產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很成熟的情況下,為什么要發(fā)展光子芯片?
  
  一是以電子為載體的技術(shù)發(fā)展已趨近物理極限。當(dāng)下集成電路是以硅為基礎(chǔ)材料的,硅原子的直徑約為0.22納米,當(dāng)制程降至7納米以下時(shí),極易出現(xiàn)電涌和電子擊穿問題,也就是已經(jīng)很難完美地控制電子了。雖然代表全球最頂尖水平的臺(tái)積電仍然在不斷地進(jìn)行3納米及2納米的技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)能投資,但業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為集成電路的尺寸微縮最多到2030年就會(huì)達(dá)到物理極限,亟需尋找創(chuàng)新發(fā)展的出路。
  
  二是電子芯片尺寸降到極致時(shí)會(huì)出現(xiàn)“功耗墻”難題。比如,巨大的耗能壓力就是計(jì)算機(jī)發(fā)展的最大技術(shù)障礙之一。雖然國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進(jìn)行了大量努力,但由于CMOS半導(dǎo)體功耗密度已接近極限,所以必須尋找新途徑、新結(jié)構(gòu)、新材料。
  
  三是過去幾十年中處理器的性能以每年約55%的速度提升,而內(nèi)存性能的提升速度約為每年10%,長(zhǎng)期累積下來,不平衡的發(fā)展速度造成了當(dāng)前內(nèi)存的存取速度嚴(yán)重滯后于處理器的計(jì)算速度,訪存瓶頸導(dǎo)致高性能處理器難以發(fā)揮出應(yīng)有的功效。簡(jiǎn)單來講,就是大量信息存儲(chǔ)不過來、計(jì)算不過來。
  
  四是電子芯片性能提升的同時(shí),性價(jià)比在降低。業(yè)界普遍認(rèn)為,28納米是芯片性價(jià)比最高的尺寸。根據(jù)SEMI國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的芯片主流設(shè)計(jì)成本模型圖,采用FinFET工藝的5納米芯片設(shè)計(jì)成本已是28納米工藝設(shè)計(jì)成本的近8倍,更復(fù)雜的GAA結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成本只會(huì)更高,這僅是芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)的晶圓代工廠的研發(fā)、建廠、購買生產(chǎn)設(shè)備耗費(fèi)的資金會(huì)更多,比如三星在美國得克薩斯州計(jì)劃新建的5納米晶圓廠預(yù)計(jì)投資高達(dá)170億美元。
  
  那么,光子芯片能夠解決電子芯片解決不了的難題嗎?
  
  有物理基礎(chǔ)的人應(yīng)該知道,電子是費(fèi)米子,是有質(zhì)量的物質(zhì),所以在傳輸信號(hào)時(shí)會(huì)因?yàn)橘|(zhì)量的慣性產(chǎn)生較多的能量損耗;光是玻色子,是物質(zhì)之間的相互作用力,靜止質(zhì)量為零,傳輸信號(hào)時(shí)能量損耗小。
  
  與電子相比,光子作為信息載體具有先天的優(yōu)勢(shì):超高速度、超強(qiáng)的并行性、超高帶寬、超低損耗。
  
  一是在傳輸信息時(shí)光子具有極快的響應(yīng)時(shí)間。光子脈沖可以達(dá)到fs量級(jí)(飛秒量級(jí)),信息速率可以達(dá)到幾十個(gè)Tb/s,性能能夠提升數(shù)百倍。二是光子具有極高的信息容量,比電子高3~4個(gè)量級(jí)。采用光交互系統(tǒng)的新型使能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低交換延遲和高傳輸帶寬。三是光子具有極強(qiáng)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力,能以光速進(jìn)行超低能耗運(yùn)算。四是光子具有極強(qiáng)的并行和互連能力。光子是玻色子,不同波長(zhǎng)的光可用于多路同時(shí)通信。五是光子具有超低的能耗表現(xiàn)。1bit信息的能耗,光子器件比電子器件低3個(gè)數(shù)量級(jí),僅為電子器件的千分之一。
  
  如今,科學(xué)家們的期望,就是能夠像芯片控制電子那樣可靠地控制光子,以獲得更好的性能。
  
  以能耗的視角來看,目前以集成電路為基礎(chǔ)的數(shù)字產(chǎn)業(yè)能耗與日俱增,據(jù)測(cè)算未來五年它可能會(huì)發(fā)展至消耗掉全球20%的電力供應(yīng)。如果沒有技術(shù)變革或突破,未來人類極有可能要在信息數(shù)據(jù)和能源之間做出選擇。而以光子芯片為基礎(chǔ)的技術(shù)路線,理論上有望將數(shù)字產(chǎn)業(yè)能耗降低至電子芯片的千分之一。因此,發(fā)展更為節(jié)能的光子技術(shù),也是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵一環(huán)。
  
  同時(shí),光子技術(shù)的應(yīng)用并不局限于芯片,其發(fā)展還可能推動(dòng)人類更好地利用最大的“光子發(fā)射器”——太陽,以進(jìn)一步挖掘能源領(lǐng)域的潛力。
  
  根據(jù)底層的科學(xué)邏輯,可以預(yù)見光子學(xué)、光子技術(shù)、光子產(chǎn)業(yè)將和電子學(xué)、電子技術(shù)、電子產(chǎn)業(yè)一樣高速發(fā)展。值得注意的是,雖然光子和電子相比有上述提及的優(yōu)勢(shì),但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度來看,光子對(duì)電子并不是替代關(guān)系,準(zhǔn)確地講光子產(chǎn)業(yè)是對(duì)電子產(chǎn)業(yè)的升級(jí),能夠催生新的產(chǎn)業(yè)。
  
  光子能夠?qū)ΜF(xiàn)有的電子芯片性能進(jìn)行大幅度提升,解決電子芯片解決不了的功耗、訪存能力和計(jì)算機(jī)整體性能等難題。更為重要的是,過去電子芯片主要應(yīng)用于計(jì)算和存儲(chǔ)領(lǐng)域,而光子芯片可以在信息獲取、信息傳輸、信息處理、信息存儲(chǔ)及信息顯示等領(lǐng)域催生眾多新的應(yīng)用場(chǎng)景。
  
  在信息獲取方面,激光雷達(dá)、光傳感將在人工智能、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域形成新的應(yīng)用場(chǎng)景。在信息傳輸方面,形成了5G、光通信、量子通信等為代表的應(yīng)用場(chǎng)景,產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大。在信息處理方面,形成了光子計(jì)算、量子計(jì)算等應(yīng)用場(chǎng)景,未來將大幅度提升計(jì)算機(jī)性能。在信息存儲(chǔ)方面,5D激光存儲(chǔ)、光收發(fā)模塊等將形成云計(jì)算與大數(shù)據(jù)中心等新的應(yīng)用場(chǎng)景。在信息顯示方面,將形成VR、AR及microLED等新的信息顯示應(yīng)用場(chǎng)景。此外,光子芯片在生命健康、超導(dǎo)材料以及國防裝備等方面,將形成神經(jīng)光子學(xué)、免疫分析、高超音速武器等新的重大應(yīng)用場(chǎng)景。
  
  可以說,信息時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施是電子芯片,人工智能時(shí)代將更多地依托光子芯片,光子芯片是未來新一代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和核心支撐。
  
  光子芯片是中國的重大戰(zhàn)略機(jī)遇
  

  科技發(fā)展史印證了一個(gè)事實(shí):誰能抓住一個(gè)時(shí)代的革命性技術(shù),誰就能夠成為一個(gè)時(shí)代的領(lǐng)航者。英國利用機(jī)械革命實(shí)現(xiàn)了對(duì)古代中國的超越,美國利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)英國的超越。中國要實(shí)現(xiàn)新的超越,應(yīng)抓住光子技術(shù)革命的重要機(jī)遇。
  
  一輪科技革命紅利擴(kuò)散的周期大約為60年。從20世紀(jì)60年代開始,集成電路作為革命性技術(shù)推動(dòng)了信息化的發(fā)展,到現(xiàn)在已經(jīng)過去了60年,開始進(jìn)入科技紅利擴(kuò)散的衰退期。2008年以美國次貸危機(jī)為代表的全球經(jīng)濟(jì)衰退,本質(zhì)上就是上一輪科技革命推動(dòng)力衰退的體現(xiàn)。
  
  當(dāng)下全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需新一輪科技革命的驅(qū)動(dòng)。作為集成電路的“非對(duì)稱性”技術(shù),光子芯片有望成為信息領(lǐng)域新的底層技術(shù)支撐。
  
  目前,全球光子芯片產(chǎn)業(yè)剛剛起步,作為獨(dú)立于電子集成技術(shù)的新集成技術(shù),其技術(shù)壁壘還沒有形成,這為我國光子芯片提供了足夠的研發(fā)時(shí)間與市場(chǎng)空間,也為我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了巨大的機(jī)會(huì)。
  
  近年來,我國在光子集成方面取得了一定的進(jìn)展,著眼于光子集成技術(shù)實(shí)施了一系列重大研究計(jì)劃,包括973、863、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目等。雖然過去國內(nèi)在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域處于落后狀態(tài),但隨著研究基礎(chǔ)的加強(qiáng)及技術(shù)人員的不懈努力,目前國內(nèi)已經(jīng)具備了光子集成芯片研究條件,并且擁有巨大的光子芯片市場(chǎng)前景。
  
  芯片由電到光的轉(zhuǎn)換,是我國實(shí)現(xiàn)趕超的戰(zhàn)略機(jī)遇。
  
  在基礎(chǔ)理論方面,中國與美國基本處于同一水平。現(xiàn)代光學(xué)理論源于愛因斯坦的原子輻射研究,基于愛因斯坦的研究設(shè)想,美國科學(xué)家于1960年發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。1961年,中國科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所就研制出了中國第一臺(tái)紅寶石激光器。自現(xiàn)代光學(xué)產(chǎn)生以來,我國始終保持著持續(xù)的投入和研究,在基礎(chǔ)理論研究方面一直與美國齊頭并進(jìn)。
  
  在技術(shù)方面,中外各有優(yōu)勢(shì)。比如,在光子集成技術(shù)研究方面,我國中科院西安光機(jī)所、中科院微電子所、中科院半導(dǎo)體所、上海微系統(tǒng)所和上海交大、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)等都進(jìn)行了長(zhǎng)期研究,國家針對(duì)光子集成技術(shù)也實(shí)施了一系列重大研究計(jì)劃,在光子集成技術(shù)方面取得了很大的成就。目前世界上最高的光子集成規(guī)模為2014年實(shí)現(xiàn)的單片集成超過1700個(gè)功能器件。我國2016年啟動(dòng)的B類先導(dǎo)專項(xiàng)——大規(guī)模光子集成芯片致力于開發(fā)集成器件大于2000的大規(guī)模光子集成芯片,并最終實(shí)現(xiàn)了15408個(gè)器件的大規(guī)模集成,集成規(guī)模世界領(lǐng)先。在光子芯片設(shè)計(jì)水平方面,我國處于世界一流水平。曦智科技設(shè)計(jì)出了全球首款光子計(jì)算芯片原型板卡,最新的單個(gè)芯片可集成12000個(gè)光子元器件,一些算法的實(shí)測(cè)性能已超過英偉達(dá)gpu的100倍,在光子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先國外。洛微科技發(fā)布了目前集成度最高的多通道FMCW激光雷達(dá)SoC光子芯片,單個(gè)芯片上可集成3000多個(gè)光子元器件。
  
  在產(chǎn)業(yè)化方面,全球還處于起步孕育期,產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未形成,美國僅具有微弱優(yōu)勢(shì)。美國于2004年首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模光子集成,2017年下半年英特爾開始大批量供應(yīng)100G產(chǎn)品,標(biāo)志著光子集成真正進(jìn)入到主流應(yīng)用領(lǐng)域。我國于2012年進(jìn)入規(guī)模化集成階段,與美國差距不大。
  
  總體而言,相較于美歐在集成電路、機(jī)械等領(lǐng)域擁有數(shù)十年的積累優(yōu)勢(shì),我國在光子芯片領(lǐng)域與國外差距較小,與美國的差距僅有5~10年。隨著國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,中外差距正日益縮小,且我國在局部已具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。目前全球光子芯片產(chǎn)業(yè)尚未成熟、定型,世界上還沒有任何一個(gè)公司、任何一個(gè)國家構(gòu)建出光子集成生態(tài),這也為我國在“后摩爾時(shí)代”換道超車提供了巨大空間。
  
  以科技革命的戰(zhàn)略眼光看待光子芯片
  
  全球科技革命是沿著機(jī)械化、電氣化、信息化、智能化的演進(jìn)規(guī)律和邏輯在推進(jìn)的。第一次科技革命是以蒸汽機(jī)為代表的機(jī)械革命;第二次科技革命是以電為代表的電氣化時(shí)代;第三次科技革命是以集成電路為代表的信息化時(shí)代。過去200多年,本質(zhì)上是機(jī)械和電的時(shí)代,但它們的性能現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了極致。下一個(gè)時(shí)代,很大可能將是光+人工智能的時(shí)代——以集成光路為基礎(chǔ)設(shè)施的智能化時(shí)代?;仡櫩萍际房梢园l(fā)現(xiàn),人類的技術(shù)變革是由以“機(jī)電光算”(機(jī)械、電路、光學(xué)、算法)為代表的底層技術(shù)推動(dòng)的。未來,“機(jī)電光算”的發(fā)展趨勢(shì)就是芯片化——電發(fā)展到集成電路,光發(fā)展到集成光路,機(jī)發(fā)展到MEMS芯片。
  
  未來光子技術(shù)將變得更加重要,隨著摩爾定律瀕臨失效,光子技術(shù)在科技產(chǎn)品中的占比將逐漸增加?;诖耍?016年我們提出了“米70定律”,認(rèn)為未來光學(xué)成本將占所有科技產(chǎn)品成本的70%。這一判斷已在很多領(lǐng)域得到驗(yàn)證。例如,目前通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本中的70%是光學(xué)成本,包括光學(xué)設(shè)備和系統(tǒng)的采購;無人駕駛汽車公司已將70%的資金投入到激光雷達(dá)等光學(xué)器件上;在顯示領(lǐng)域,液晶面板中光學(xué)成本也占到了70%~80%的比例。未來,智能手機(jī)和智能汽車上的創(chuàng)新基本都是在光學(xué)方向發(fā)力。如果說19世紀(jì)是機(jī)械的世紀(jì),20世紀(jì)是電的世紀(jì),那么21世紀(jì)將是光的世紀(jì)。
  
  從技術(shù)演進(jìn)和投資方向來看,美國20世紀(jì)70年代開始布局信息產(chǎn)業(yè)底層技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施電子芯片,80年代扶持軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展,90年代布局光通信,2000年發(fā)力互聯(lián)網(wǎng),搭建了完整的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,引領(lǐng)了全球信息產(chǎn)業(yè)革命,獲得巨大的產(chǎn)業(yè)紅利、全球紅利和時(shí)代紅利。
  
  類比集成電路技術(shù)“器件系統(tǒng)-小型化-微型化-中小規(guī)模集成化-大規(guī)模集成化-芯片系統(tǒng)”的演進(jìn)過程,可以說現(xiàn)在集成光路技術(shù)的整體發(fā)展正處于類似于上世紀(jì)60年代初集成電路的大規(guī)模集成階段。在這個(gè)階段,我們需要深入思考:現(xiàn)在是否應(yīng)全面布局人工智能時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施?是否應(yīng)該抓住千載難逢的行業(yè)發(fā)展機(jī)遇,以極具前瞻性的眼光,大力發(fā)展培育光子芯片,引領(lǐng)未來的“消費(fèi)光子時(shí)代”?
  
  近十年來,歐美發(fā)達(dá)國家圍繞光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展皆進(jìn)行了系統(tǒng)的部署和行動(dòng)。1991年美國政府便將光子學(xué)列為國家發(fā)展重點(diǎn),認(rèn)為光子學(xué)在國家安全與經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)方面有深遠(yuǎn)的意義和潛力,通信和計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展的未來世界屬于光子學(xué)領(lǐng)域。此后相繼成立了“美國光電子產(chǎn)業(yè)振興會(huì)”、“國家光子計(jì)劃”產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、國家光子集成制造創(chuàng)新研究所。2021年,為確保美國在全球光基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新方面保持領(lǐng)先,美國國會(huì)牽頭成立了國家光學(xué)與光子學(xué)核心小組,并投入巨資支持光子技術(shù)發(fā)展。此外,IBM、英特爾、思科等科技巨頭也在光子芯片領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛布局。我國多區(qū)域已將光子產(chǎn)業(yè)作為最具戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的新興產(chǎn)業(yè)予以部署。北京加快布局建設(shè)光電子新型研發(fā)機(jī)構(gòu),發(fā)起成立光子硬科技投資基金。陜西率先發(fā)布“追光計(jì)劃”,致力于打造國內(nèi)首個(gè)集“新型研發(fā)機(jī)構(gòu)+共性技術(shù)平臺(tái)+基金+產(chǎn)業(yè)集群”于一體的“兩鏈”融合光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)?!盎蚯?qū)⒁竭_(dá)的地方,而不是它已經(jīng)在的地方?!庇悄芑锕?,未來將掀起光子技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命,類似于從電子工業(yè)的晶體管邁入集成電路時(shí)代的技術(shù)革命,集成光路將是半導(dǎo)體領(lǐng)域60年一遇的“換道超車”重要機(jī)遇。光子芯片或?qū)⒊蔀榈谒拇慰萍几锩?G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施,推動(dòng)人類社會(huì)邁進(jìn)“光子時(shí)代”。
  
 ?。ㄗ髡撸好桌凇髡邽殛兾鞴怆娮酉葘?dǎo)院執(zhí)行院長(zhǎng))

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