奇芯光电董事长：为什么光子集成是国家级战略？

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目前各个国家都在进行光电集成的生态建设，这对我们来说是一个换道超车的绝佳机会。

作者 | 艺多

编辑 | 栗子

来源 | 科创最前线（kczqxgzh)

出品 | 投资人说（touzirenshuo）

在电子集成领域，有一个著名的定律叫摩尔定律，是英特尔创始人之一戈登·摩尔在1965年4月提出来的经验之谈。

摩尔定律的核心内容为：集成电路上可以容纳的晶体管数目，在大约每经过18个月便会增加一倍。

简单来说就是我们的集成芯片性能每隔两年翻一倍。

关于这个摩尔定律，可能读者朋友都不陌生。从1965年摩尔定律被提出至今，处理器性能已经接近摩尔定律的极限。

全世界都在寻找突破摩尔定律极限的方法。而光子集成技术正是其中之一。

光信号的传输效率，要远远高于电信号的传输。

但这是否意味着，未来在通信传输方面，光传输要全面替代电传输？为什么光子集成技术正在成为各个国家的重点战略？

关于这些问题，在4月24日科创最前线的直播间，奇芯光电董事长程东进行了深度分享。

程东博士表示，各个国家都在寻求新的材料、新的理论、新的技术工艺去突破摩尔定律，这是一个信息容量的巨大变化。

而将光与电二者的特长各自发挥，将两者完美的融合在一起，就可以实现通过光电集成来突破半导体摩尔定律的极限。

「目前大家都在进行生态建设，这对我们来说是一个换道超车的绝佳机会。我们能和业界同仁一起向前，在国家和资本的支持下，把中国自己的光子集成生态很好的建立起来。」程东说。

光子集成技术应用范围广大

科创最前线：请您介绍一下奇芯光电的业务和产品。

奇芯光电董事长程东：当下奇芯光电的业务主要聚焦在新材料体系，光子集成，芯片设计和器件开发，以及封测工艺几方面。

聚焦于以下4大应用场景：5G承载网，数据中心，光纤入户，及城域网。

利用现在半导体的技术，把分立的光器件，通过半导体的技术把它集成到芯片里面去，实现光电子集成，这也是目前半导体集成电路领域里面发展的重要方向。

借助半导体技术平台，通过研发的对应产品应用到前面提及的4大领域。

当然，不仅仅包括光通信、数据交换，甚至到交通探测感知等应用领域，满足高速通信通讯的处理及互通互联。

目前奇芯光电目前总共有5条产品线。

第一条产品线是做进口替代相关，批量生产波分复用与与解复用芯片及套片。

第二条产品线是响应国家号召及市场需求，部署了应用于固网千兆入户的Combo PON产品及器件，奇芯光电通过采用直调式激光器替代部分进口的外调式激光器，解决了国外在高速激光器领域卡中国脖子问题。

第三条产品线是5G中回传光模块，我们有一个非常独特的技术叫“单纤双向同波长往返技术”，可以把时延从纳秒级降低到皮秒级。

5G的To B应用主要是给工业互联网服务，需要连接海量的移动终端设备，时延是非常重要的参数。奇芯光电创新的同波长单纤双向技术不仅可以节省波长资源50%~75%，还可通过其低损耗的优势降低运营商的运营成本。

第四条产品线是大型光开关和光背板。也就是说你在接入部分解决了，但是在系统层面是把在后台整个传送完了，这部分我们以前用电处理，现在做到一部分光处理，进行网络铺设时，可以进行灵活配置。

第五条产品线是关于半导体类设备的测试与装备，这也是我们自己自主研发的，配合我们产业化的部分。产业化需要一些特殊的测试和生产装备。

科创最前线：“高密度多功能多通道”为我们这些使用场景带来一些什么样的价值？

奇芯光电董事长程东：大家知道，现在信息技术的发展方向，通常我们行业用6个字来概括：高速，智能，节能。这是三项非常重要的指标。

“高速”的话，一定需要“多通道高密度”，同时还要求小尺寸和低功耗表等最典型的特征。既然是多通道，那么就要做到将多通道集中到一个小的空间里面去。尺寸大小不变，但同时4个通道放进去，这就需要集成技术的发展，所以光子集成就是为集成应用而生。

只有多通道高密度，光子集成才真正能起到它的作用，既可提升性能，功耗也能降下来，相对于电子集成，较低的功耗也是整个光子集成一个非常重要的优势。

超越摩尔定律

科创最前线：刚才您也提到了电子集成电路，我们知道就是把什么电阻电容都放在一个硅片上面，集成起来形成芯片，光子集成电路。听起来是不是跟电子集成电路是对应的，那光子集成电路和电子集成电路的区别是在哪里？他们各自有什么样的优缺点？

奇芯光电董事长程东：学过物理的朋友可能知道，实际上，光和电都是波，它只是不同的波段，不同的波粒二象性。所以整个半导体集成电路行业里面，光电集成，占到整个半导体集成电路的大概15~20%的占比。

集成电路已经发展了几十年，已经从电子管晶体管集成电路到大部分集成电路。

到今天集成电路的尺寸越来越小，越来越精细，如今7纳米这样的成熟设计出现，甚至5nm更小的这样一个涉及也将不久就会出现在市场上。

大家也知道说，电子集成电路里面有一个非常著名的摩尔定律。这种摩尔定律再往前发展，就会遇到一个很大瓶颈或者说临近了摩尔定律的极限。那么就需要有新的理论、新的设计，新的工艺去拓展，去突破摩尔定律。

在这样的探索过程中，电有电的特点，光有光的特长，能把两者完美的融合在一起，就能通过光电集成在一定程度上突破半导体摩尔定律的极限。

如果我们以摩尔定律来计算的话，那么现在的光电结合要比原来的摩尔定律发展更快。这也是目前半导体里面发展的几个重大方向之一。

一个是芯片尺寸越来越小，另一个是封装技术越来越精密。把光电芯片通过2.5D或者是3D的封装技术将其封装在一起，这也是Intel等行业知名企业研究发展的方向。

当然，全光集成也是一个重要的方向。就是不用光电混合集成，就直接全用光。

科创最前线：从您刚才的讲述里面，我们可以是不是这样来理解，就是在未来的发展里面，其实也不是光子能够完全替代电子集成，可能在未来很长一段时间里，他们还是需要共同存在，相互补充？

奇芯光电董事长程东：我个人认为，光和电是永远会并存的。它不是谁取代谁的关系，电有电擅长的，光有光擅长的，我们需要把这两个集成在一起。

从哲学意义上讲，它也是这样一个道理，就好像一个人在某个领域特别强，他在另外一些领域可能就会暴露出来一些短板，那么就需要其他的人员去补足相应的短板。

这就好像通常讲的公司管理，不可能一个CEO打天下，他需要有专门做技术的，有专门做市场的，有专门做财务的，专门做运营的。CEO的作用是把他们融合在一起。

光电集成也是如此，就比如集成电路一样，集成电路里面集成了电路芯片，并不意味着就不用电子、电容了。

在需要大规模集成的时候，我把它集中在一起，大家知道在集成电路旁边，它仍然有一系列的匹配电路。光的情况也一样，光也不是说要把所有的电器件统统取代掉，而是在需要集成的部分，需要克服通电的领域或者是光通讯的领域中间解决多通道、高密度、低功耗、小尺寸。

换道超车的绝佳机会

科创最前线：我们知道在去年年初国家就提出了叫新基建的这样一个战略，其中就是要推动数字经济的发展，而光通讯这个领域对这个里面是起到一个很大的支撑的作用。刚才提到有一个在集成电路里的摩尔定律，刚才您也提到，已经由于制成工艺已经逼近极限，可能很难再有很大的突破。那么光子集成技术可能是我们突破极限的一个叫做后末时代进入后末时代的一种方式。当巨大的需求爆发出来以后，光子集成技术成为未来中国数字经济发展的一个重要的支撑。能不能为我们再深度的去介绍一下整个光子集成产业在我们中国的一个发展历程？

奇芯光电董事长程东：光子集成这个概念在1969年由美国米勒博士最早开始提出，其实发展速度很缓慢，大规模的单片PIC集成也只是近几年才取得了突破性进展。

2012年是一个很重要的节点，2012年以后，中国的光电集成开始进入到一个规模化的集成，那么尤其到2017年下半年的时候，英特尔正式进行大批量供应100G产品，这意味着光电集成真正进入到主流的应用领域。

在这个发展过程中，我们国家特别是产业链里布局较早，工艺开发方面，我们和国际上基本是交叉并行的情况。

奇芯光电做的是产业化平台，从开发技术到制成工艺等满足它的可生产性，即良率、日产出率及成本。

目前世界上还没有一个公司或者几个公司，确切说是没有一个国家或者几个国家已经构建出这样一个光子集成的生态。在这样一个过程中，对我们来讲是绝佳的换道超车机会。希望我们能和业界同仁一起，在国家政策和资本的支持下，把中国自己的光子集成生态很好的建立起来。

科创最前线：从市场的角度，奇芯光电的机会点在哪里？

奇芯光电董事长程东：目前世界上各个国家，尤其是主要的工业国家，都把光电集成列为国家的发展战略。中国现在也正在做这样的事情。

从光通信产业链层级的客观实情来看，北美，日本等国家还是比我们走在前面，尤其是高端或者高速芯片，都在向光电集成升级。

光子集成不仅需要大量资金的投入，更需要有耐心长期持续的在技术和研发上投入。我们也是花了10多年来打造这样一个平台。比如材料开发的周期就非常长，能把它做成熟，唯一的检验标准就是它的可靠性。

从市场的角度来讲，高速通讯无论是国际国内都需要紧贴来自运营商和设备商等的需求，才能从产品和技术维度去挖掘到更多机会。