中國光芯片領(lǐng)域再迎重大進(jìn)展，江蘇/四川等地集體“追光”

光芯片又稱(chēng)“光子芯片”或“光電芯片”，是光電信息技術(shù)的核心組件，也是實(shí)現光電信號轉換的基礎元器件。相較于集成電路，#光芯片具有更高速率、更高帶寬、更高能效等特點(diǎn)，被廣泛應用于工業(yè)、消費電子、汽車(chē)、醫療等領(lǐng)域。近期，江蘇南京及四川在光芯片領(lǐng)域相繼迎來(lái)了新重大進(jìn)展。

01江蘇：國內首個(gè)光子芯片領(lǐng)域專(zhuān)用大模型正式發(fā)布

據新華日報等媒體報道，5月9日，由南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院聯(lián)合生態(tài)伙伴共同開(kāi)發(fā)的光子專(zhuān)用大模型#OptoChat AI正式發(fā)布。據悉，這也是國內首個(gè)光子芯片領(lǐng)域專(zhuān)用大模型。

據悉，OptoChat AI系面向光子領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈的專(zhuān)用人工智能大模型，致力于解決科研與工程之間“知識轉化效率低、參數理解難、研發(fā)路徑碎片化”等問(wèn)題。該模型集成超過(guò)30萬(wàn)條光子芯片相關(guān)專(zhuān)利、文獻和行業(yè)數據資源，擁有強大的數據分析與智能算法能力，能夠顯著(zhù)提升光電芯片的研發(fā)效率與產(chǎn)業(yè)轉化速度。

相較于通用大模型，OptoChat AI具備更強的專(zhuān)業(yè)性與可靠性，通過(guò)對超30萬(wàn)個(gè)權威專(zhuān)業(yè)文獻、可信工藝數據的結構化提煉與智能訓練，構建覆蓋材料選型、結構設計、性能分析、制備路徑優(yōu)化等多環(huán)節的專(zhuān)業(yè)知識體系，有利于解決科研與工程之間“知識轉化效率低、參數理解難、研發(fā)路徑碎片化”等問(wèn)題。

目前，OptoChat AI已面向部分產(chǎn)業(yè)客戶(hù)和研究團隊開(kāi)放試用，并將在后續開(kāi)放接口與聯(lián)合訓練平臺，產(chǎn)業(yè)界可免費使用、共建共享。

資料顯示，南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院創(chuàng )建于2018年，是南京大學(xué)與南京市“雙一流”共建重點(diǎn)研發(fā)機構、江蘇省光電技術(shù)創(chuàng )新中心建設單位及江蘇產(chǎn)研院專(zhuān)業(yè)所，主要聚焦光學(xué)微納結構器件制造、異質(zhì)集成光電芯片、光電子封裝測試和光電集成設計等方向的技術(shù)研發(fā)、成果轉化和產(chǎn)品制造。

據悉，該研究院已于2024年4月成功啟動(dòng)國內首條“薄膜鈮酸鋰+X”異質(zhì)集成光子芯片產(chǎn)線(xiàn)，并于2024年12月成功實(shí)現8英寸鈮酸鋰晶圓流片，成為國內首批具有大尺寸鈮酸鋰光子芯片標準化量產(chǎn)能力的機構。

02四川：全球首個(gè)氮化鎵量子光源芯片正式亮相

5月9日，在中國品牌日四川活動(dòng)“魅力天府品牌之夜”上，電子科技大學(xué)教授、天府絳溪實(shí)驗室量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心主任周強正式發(fā)布了全球首個(gè)#氮化鎵量子光源芯片。

據悉，這款氮化鎵量子光源芯片由電子科技大學(xué)信息與量子實(shí)驗室、天府絳溪實(shí)驗室量子互聯(lián)網(wǎng)前沿研究中心與清華大學(xué)、中國科學(xué)院上海微系統與信息技術(shù)研究所共同研發(fā)，于今年4月成功研制。

據“天府絳溪實(shí)驗室”此前介紹，研究團隊通過(guò)迭代電子束曝光和干法刻蝕工藝，攻克高質(zhì)量氮化鎵晶體薄膜生長(cháng)、波導側壁與表面散射損耗等技術(shù)難題，在國際上首次將氮化鎵材料運用于量子光源芯片。

氮化鎵量子光源芯片在輸出波長(cháng)范圍等關(guān)鍵指標上取得突破，其輸出波長(cháng)范圍從25.6納米增加到100納米，并可朝著(zhù)單片集成發(fā)展。周強指出，量子光源芯片無(wú)論是發(fā)光范圍，還是出射亮度、糾纏質(zhì)量等指標，都處于國際先進(jìn)水平。其樣品剛一研發(fā)，就被國際學(xué)術(shù)界關(guān)注。

周強進(jìn)一步透露，包括氮化鎵量子光源芯片在內的量子產(chǎn)品有望在2026年實(shí)現多場(chǎng)景技術(shù)驗證。未來(lái)，氮化鎵量子光源芯片不僅有望應用在量子通信、算力支撐方面，同時(shí)也有望在人工智能、生物醫藥等領(lǐng)域的算力瓶頸提供破局可能。

03AI等需求推動(dòng)，國內多地集體“追光”

近年來(lái)隨著(zhù)人工智能浪潮來(lái)襲，光芯片在通信、AI、數據中心等領(lǐng)域也展現出了巨大的發(fā)展潛力。北京市社會(huì )科學(xué)院管理研究所副研究員王鵬此前表示，預計到2025年，全球光電子產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模預計將突破2000億美元，而其中光芯片的需求量將占據相當大的比例。

在廣闊的市場(chǎng)需求推動(dòng)下，以廣東、江蘇、陜西等為代表的國內多地都在向光芯片領(lǐng)域發(fā)力。

例如，廣東在2024年推出的《廣東省加快推動(dòng)光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)方案（2024—2030年）》中提出，力爭到2030年取得10項以上光芯片領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)突破，打造10個(gè)以上“拳頭”產(chǎn)品，培育10家以上具有國際競爭力的一流領(lǐng)軍企業(yè)，建設10個(gè)左右國家和省級創(chuàng )新平臺，培育形成新的千億元級產(chǎn)業(yè)集群，建設成為具有全球影響力的光芯片產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新高地。

江蘇方面，2022年，“太湖光子中心”在蘇州高新區正式啟動(dòng)建設，并表示要將太湖光子中心建設成為世界級光子創(chuàng )新中心。之后，蘇州出臺了一系列高含金量的政策支持光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不僅發(fā)起設立了規模100億元的光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新投資基金，同時(shí)亦對新建或重組的全國重點(diǎn)實(shí)驗室、創(chuàng )新團隊、領(lǐng)軍人才等提供資金扶持。

蘇州光子產(chǎn)業(yè)戰略目標是，到2025年，蘇州市光子產(chǎn)業(yè)規模超5000億元，形成具有國內競爭力的光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新集群。到2030年，產(chǎn)業(yè)規模超8000億元，形成具有國際品牌影響力的光子產(chǎn)業(yè)集群。到2035年，打造萬(wàn)億級光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新集群，成為全球芯—器—端細分產(chǎn)業(yè)核心支撐力量。

陜西于2021年啟動(dòng)了“追光計劃”，并將光子產(chǎn)業(yè)鏈列為省級重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，目標是打造千億元光子產(chǎn)業(yè)集群，同時(shí)西安高新區被確定為主要承載地。2023年，為推動(dòng)光子產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展，陜西還成立了全國首個(gè)光子產(chǎn)業(yè)鏈黨委——西安高新區光子產(chǎn)業(yè)鏈委員。

此外，陜西還成立了總規模達20億元的“陜西光子產(chǎn)業(yè)強鏈基金”，用于支持陜西省內光子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具備顛覆性技術(shù)。

04總結

當前，光芯片產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)迭代與市場(chǎng)擴張的雙重風(fēng)口，中國在政策支持和部分領(lǐng)域的技術(shù)突破下加速追趕，逐步縮小與國際領(lǐng)先水平的差距。未來(lái)需重點(diǎn)突破高端芯片制造瓶頸、完善產(chǎn)業(yè)鏈配套、加強國際合作，以實(shí)現從“追趕”到“引領(lǐng)”的跨越。