硅光子技术是在硅材料的基础上,利用现有CMOS工艺进行光器件的开发和集成的新一代技术, 其肇始于1985 年 Richard Scoref 等人提出的理论——单晶硅可以作为光波导材料,可用于微电子应用同时实现光信号传递。直到2004 年,英特尔研制成功 1Gbps 的硅光调制器,标志着徘徊多年的硅光电子学研究,取得了突破性的进展。
集成电路制造很大程度上是我们在硅晶体上做设计,利用硅的性质达到各种设计的目的。硅元素为什么被广泛采用呢?因为硅元素是第二丰富的元素,获得成本比较低,有优越的物理性质和成熟产业化的方法,所以目前95%以上的半导体器件和集成电路都是以硅材料为基础制作的。所以半导体多晶硅是整个集成电路产业的源头和基础。
与传统工艺相比,利用硅光子技术可以使硅光体积大幅减小,材料成本、芯片成本、封装成本降低,还可以通过晶圆测试等方法进行批量测试,提升测试效率。其在光通信、数据中心、国防、智能汽车与无人机等许多领域扮演着至关重要的作用。技术的前瞻性,再加上性能的优越性,使得已经持续多年发展的硅光子技术越来越受欢迎,大量科技企业开始关注到这一领域并开始投入,硅光产业大规模发展即将展开。
随着5G密集组网以及数据中心建设等新需求的推动下,光模块的需求量与日俱增,市场规模不断增大,硅光芯片需求量将提升。其次,硅光子技术的高度集成特性在新领域存在更大需求,包括高性能的计算机、电信、传感器、生命科学以及量子运算等高阶应用需求,除此之外,自动驾驶、化学传感器等相关应用,都将为硅光产品提供广阔的空间。