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2015/12/11
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硅光子技术，即利用CMOS微电子工艺实现光子器件的集成制备，该技术结合了CMOS技术的超大规模逻辑、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。自1958年集成电路问世之后，基于硅材料的CMOS集成电路已经在计算、通信、生物医疗、数字娱乐、智能家居等各行业发挥着不可或缺的作用，是现代社会的信息化“大脑”。而以光为信息载体的光纤通信网络也承载了全球通信数据容量的90%以上，成为信息社会的“主动脉”。
如今，硅光子学开始走进光纤通信行业，正在影响光纤通信产业的走向，改变信息技术的未来。前段时间，中国电信集团科技委主任韦乐平在光电产业发展高峰论坛上发表演讲时也提到：“目前网络设备的成本已经受限于物理层，物理层的技术创新已成为进一步降低带宽成本的关键。目前其创新路径已有诸多探索，但是硅光子技术可能是最根本性的创新主线。近10年来，单纤容量的年增长速度放慢到20%，而互联网流量每年依然增长40%，预计到2020年将超越单纤容量香农极限。现有技术无法应对容量挑战，将出现容量危机。因此，传送网需要突破性系统技术。”现实研究中，近十年来，基于硅光平台的光调制器、光探测器、光开关和异质激光器被相继被验证，部分器件性能甚至超越传统III-V和PLC平台，为大规模光子集成奠定了基础。
硅光学技术不仅能大幅提高芯片互联带宽，还远比传统的铜电路节省能源和散热需求，对云计算产业意义重大。虽然在商业化初期使用该技术的芯片成本会很高昂，但习惯了售价数千乃至数万美元的处理器的客户并不会在意每块处理器几百美元的成本提升。芯片间信号通路改用光路后，大量芯片的联合计算性能会成倍增长，同时总体能耗明显下降，大大提高了服务器集群的效率。经过十余年的研究硅光子工艺，Intel和IBM的相关技术现在离产业化只有一步之遥。
在Intel和IBM两大巨头的推动下，硅光学技术很快就会在数据中心、超级计算机领域普及。未来云计算平台的性能快速增长可以为普通用户提供更快更好的信息服务，背后的功臣之一就是硅光学技术。在半导体工艺达到物理极限，革命性的新计算机尚未出现之前，硅光学技术将负责填补空缺。
