光子|瞭望以科技革命的战略眼光布局光子芯片( 三 ) 苹果|德勤|台币|巨无霸|高通

以能耗的视角来看，目前以集成电路为基础的数字产业能耗与日俱增，据测算未来五年它可能会发展至消耗掉全球20%的电力供应。如果没有技术变革或突破，未来人类极有可能要在信息数据和能源之间做出选择。而以光子芯片为基础的技术路线，理论上有望将数字产业能耗降低至电子芯片的千分之一。因此，发展更为节能的光子技术，也是实现碳中和目标的关键一环。

同时，光子技术的应用并不局限于芯片，其发展还可能推动人类更好地利用最大的“光子发射器”--太阳，以进一步挖掘能源领域的潜力。

根据底层的科学逻辑，可以预见光子学、光子技术、光子产业将和电子学、电子技术、电子产业一样高速发展。值得注意的是，虽然光子和电子相比有上述提及的优势，但从产业发展角度来看，光子对电子并不是替代关系，准确地讲光子产业是对电子产业的升级，能够催生新的产业。

光子能够对现有的电子芯片性能进行大幅度提升，解决电子芯片解决不了的功耗、访存能力和计算机整体性能等难题。更为重要的是，过去电子芯片主要应用于计算和存储领域，而光子芯片可以在信息获取、信息传输、信息处理、信息存储及信息显示等领域催生众多新的应用场景。

在信息获取方面，激光雷达、光传感将在人工智能、自动驾驶、物联网等领域形成新的应用场景。在信息传输方面，形成了5G、光通信、量子通信等为代表的应用场景，产业规模巨大。在信息处理方面，形成了光子计算、量子计算等应用场景，未来将大幅度提升计算机性能。在信息存储方面，5D激光存储、光收发模块等将形成云计算与大数据中心等新的应用场景。在信息显示方面，将形成VR、AR及microLED等新的信息显示应用场景。此外，光子芯片在生命健康、超导材料以及国防装备等方面，将形成神经光子学、免疫分析、高超音速武器等新的重大应用场景。

可以说，信息时代的基础设施是电子芯片，人工智能时代将更多地依托光子芯片，光子芯片是未来新一代信息产业的基础设施和核心支撑。

光子芯片是中国的重大战略机遇

科技发展史印证了一个事实:谁能抓住一个时代的革命性技术，谁就能够成为一个时代的领航者。英国利用机械革命实现了对古代中国的超越，美国利用电子技术实现了对英国的超越。中国要实现新的超越，应抓住光子技术革命的重要机遇。

一轮科技革命红利扩散的周期大约为60年。从20世纪60年代开始，集成电路作为革命性技术推动了信息化的发展，到现在已经过去了60年，开始进入科技红利扩散的衰退期。2008年以美国次贷危机为代表的全球经济衰退，本质上就是上一轮科技革命推动力衰退的体现。

当下全球经济发展急需新一轮科技革命的驱动。作为集成电路的“非对称性”技术，光子芯片有望成为信息领域新的底层技术支撑。

目前，全球光子芯片产业刚刚起步，作为独立于电子集成技术的新集成技术，其技术壁垒还没有形成，这为我国光子芯片提供了足够的研发时间与市场空间，也为我国信息产业发展提供了巨大的机会。

近年来，我国在光子集成方面取得了一定的进展，着眼于光子集成技术实施了一系列重大研究计划，包括973、863、国家自然科学基金重大项目等。虽然过去国内在相关技术领域处于落后状态，但随着研究基础的加强及技术人员的不懈努力，目前国内已经具备了光子集成芯片研究条件，并且拥有巨大的光子芯片市场前景。