非常榮幸，非常感謝基石資本的邀請(qǐng)，使得我有機(jī)會(huì)回到了我的出生地南昌。我在離這里不遠(yuǎn)的原江西大學(xué)的校園里出生，一直在江西成長(zhǎng)到15歲才離開(kāi)，所以我對(duì)江西這片土地充滿了感情，今天對(duì)我來(lái)說(shuō)也是一個(gè)很特殊的日子。

以前我在英國(guó)的布里斯托爾大學(xué)當(dāng)光子信息系統(tǒng)教授。受到中山大學(xué)許寧生院士的鼓勵(lì)，回國(guó)加入光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?；貒?guó)以來(lái)，我的任務(wù)就是帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把光電子信息技術(shù)作為我們國(guó)重室的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向發(fā)展起來(lái)。光電子集成芯片是光電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)，也是我們國(guó)重室主要研究方向之一。

簡(jiǎn)單介紹一下我們實(shí)驗(yàn)室。光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室前身超快激光光譜學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立于1984年，是全國(guó)第一批10所國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一。發(fā)展過(guò)程中非常關(guān)鍵的一個(gè)人物是許寧生院士。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，實(shí)驗(yàn)室2001年改組為光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，確立了更為符合國(guó)家重大需求的研究定位，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量發(fā)展，為國(guó)家做出了重要的貢獻(xiàn)。我們實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室，雖然我們屬于材料領(lǐng)域，但我們是一個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)室。

在光電子信息技術(shù)方向，我們實(shí)驗(yàn)室形成了一個(gè)完整的研究鏈條，即光電信息材料、光電信息器件與集成芯片、以及光電信息系統(tǒng)。在這個(gè)鏈條上我們實(shí)驗(yàn)室在若干方向上形成了自己的優(yōu)勢(shì)特色，在其中一些點(diǎn)位上，我們應(yīng)該是處于世界領(lǐng)先水平。

言歸正傳。我們的主題是光電子芯片。微電子芯片或者集成電路大家都已經(jīng)耳熟能詳了，光電子芯片可能還不那么廣為人所知，但是從功能而言，它其實(shí)與微電子芯片是互補(bǔ)互利的。

我們現(xiàn)在絕大部分信息，它的起點(diǎn)是光，它的終點(diǎn)也是光。大家把手機(jī)拿出來(lái)看一下就知道，你拍一張照片、拍一個(gè)視頻是把光變成電，最后你和你的朋友在屏幕看它的時(shí)候，又是把電變成光，所以?xún)啥耸枪狻Ｖ虚g其實(shí)也有很多的環(huán)節(jié)是由電到光—光到電—再電到光—再光到電……這樣不斷地轉(zhuǎn)換。因此，光電子芯片跟微電子芯片一樣，在我們的信息系統(tǒng)里面起到了非常重要的核心的作用，二者缺一不可。

光電子芯片的應(yīng)用領(lǐng)域包括光電感知成像、光纖通信、數(shù)據(jù)互連、激光雷達(dá)、新型顯示以及一些新興信息技術(shù)——光計(jì)算、量子通信與量子計(jì)算等等，因此，光電子芯片面向與支撐的市場(chǎng)規(guī)模其實(shí)是非常巨大的。

那么為何光電子芯片以前沒(méi)有像集成電路那樣引人注目？去年習(xí)近平總書(shū)記到武漢考察的時(shí)候講過(guò)一句話：“光電子信息產(chǎn)業(yè)是應(yīng)用廣泛的戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是我國(guó)有條件率先實(shí)現(xiàn)突破的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)?！边@說(shuō)明，我們光電子器件和芯片跟國(guó)外的差距不是那么大。另外，光電子芯片是摩爾定律以外的芯片，它不是特別受到先進(jìn)制程等“卡脖子”因素的影響，因此它具備基于我們現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)突破的可行性，相對(duì)來(lái)說(shuō)受到非技術(shù)因素的干擾可能小一點(diǎn)。不過(guò)這并不意味著其技術(shù)難度就低一些。

那么，什么是光電子芯片？相對(duì)于微電子芯片，它有何的特殊之處？

我們知道，微電子芯片里面的功能元器件就只有一個(gè)——晶體管，功能材料只有一種，就是硅。它是靠大量的晶體管組合成不同電路來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能，即功能來(lái)自架構(gòu)。光電子芯片則不然，光電子芯片上面每一個(gè)不同的功能，都需要一個(gè)不同的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而每一個(gè)不同的功能器件，可能都需要一種不同的材料去支撐它才能實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化，即功能來(lái)自材料。因此跟微電子芯片相比，光電子芯片最大的難點(diǎn)或者說(shuō)特點(diǎn)，不是要做到多少納米的工藝節(jié)點(diǎn)和多么復(fù)雜的架構(gòu)，而是怎么把一堆毫不相關(guān)甚至互相矛盾的一些材料，集成到同一個(gè)晶片上面去。

從材料層面上說(shuō)，微電子就是硅，硅就是微電子，但光電子恰恰是非常不一樣的。光電子集成技術(shù)的發(fā)展根本上是由材料驅(qū)動(dòng)的，光電子功能無(wú)法用同一種材料、器件實(shí)現(xiàn)，功能強(qiáng)大的光電子芯片必然是多種光電子材料的異質(zhì)異構(gòu)混合集成。

“異質(zhì)異構(gòu)混合集成”這個(gè)詞，其實(shí)目前在微電子領(lǐng)域也變得越來(lái)越重要，因?yàn)槟柖稍偻伦吆茈y，如何進(jìn)一步升級(jí)微電子芯片技術(shù)，更多的時(shí)候也需要依靠異質(zhì)異構(gòu)混合集成。

在光電子領(lǐng)域，什么叫異質(zhì)異構(gòu)混合集成？有兩大類(lèi)材料，一類(lèi)叫無(wú)源的集成平臺(tái)材料，負(fù)責(zé)構(gòu)建光子線路，連接各有源功能器件；一類(lèi)叫有源的功能材料，用以實(shí)現(xiàn)光發(fā)射、探測(cè)、調(diào)制等有源功能器件。要把這兩類(lèi)材料集成到一個(gè)芯片里面，特別是還要涉及到多種不同的功能材料，其實(shí)它的難度是非常大的，只是它跟不斷推進(jìn)摩爾定律是不同類(lèi)的難度。

光電子集成技術(shù)其實(shí)已經(jīng)悄悄發(fā)展了大概有三、四十年的時(shí)間，事實(shí)上我認(rèn)為我們現(xiàn)在正處于一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)之前的技術(shù)，我把它叫做“光子集成1.0”，芯片是基于單一平臺(tái)材料體系，有點(diǎn)類(lèi)似于微電子芯片，想用一個(gè)材料就把一個(gè)事情做成了。實(shí)踐證明，它取得一定成功，不過(guò)功能是有限的。現(xiàn)在我們要走向“光子集成2.0”，即一個(gè)平臺(tái)加多種功能豐富的材料，從而使得光電子芯片擁有更加豐富的功能以及更加強(qiáng)大的性能。

對(duì)于光電子芯片，選擇什么平臺(tái)材料，即在什么樣的平臺(tái)上面去搭建芯片，具有根本的重要性。

理想的光子集成平臺(tái)材料需要滿足很多要求。它的材料性質(zhì)首先要滿足構(gòu)建無(wú)源光路基本要求，最好還能夠兼顧一些功能，就是說(shuō)我們希望這個(gè)材料既能用作一個(gè)無(wú)源平臺(tái)材料，又能實(shí)現(xiàn)一些光電子的有源功能，同時(shí)還在在成本等方面具有優(yōu)勢(shì)；還有就是利于集成其他材料。

在過(guò)去二三十年，平臺(tái)材料已經(jīng)經(jīng)歷了2到3代。第一代就是二氧化硅平面光路（PLC），它是玻璃的，玻璃是透明的，因此可以用來(lái)構(gòu)建導(dǎo)光、分光、合光等無(wú)源光路。這個(gè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這樣的光子芯片也很便宜，已經(jīng)賺不到錢(qián)了。同時(shí)也沒(méi)有任何有源光電子功能。

針對(duì)對(duì)有源光電子功能芯片的需求，一些化合物半導(dǎo)體材料，如磷化銦等有源材料也與之并行發(fā)展。所謂有源材料，就是能夠高效發(fā)射、探測(cè)光，或者在電信號(hào)控制下對(duì)光進(jìn)行高效調(diào)制的材料，也就是能實(shí)現(xiàn)電—光、光—電或者光—光的轉(zhuǎn)換的材料。基于磷化銦材料的光電子集成也經(jīng)過(guò)了20多年以上的發(fā)展，但它的晶圓尺寸比較小，價(jià)格也很貴，作為無(wú)源光路平臺(tái)材料的基本光學(xué)性質(zhì)也不是很好，所以難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本地制造多功能、高性能光電子集成芯片。但是這類(lèi)化合物半導(dǎo)體材料有一個(gè)最大的不可或缺性，就是它能夠發(fā)光，這是其他材料無(wú)法替代的。因此它是一種優(yōu)秀的光電-電光轉(zhuǎn)換的功能材料，但不是一種優(yōu)秀的平臺(tái)材料。

過(guò)去十幾年間，硅基光子集成（硅光）平臺(tái)發(fā)展得非?？?。硅是微電子的主要的材料，由于它對(duì)于紅外這一波段的光是透明的，所以它也可以用來(lái)做集成光子的平臺(tái)材料。它最大的優(yōu)點(diǎn)是集成密度高，且能夠借助集成電路的產(chǎn)線來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、大批量、低成本的加工。但是好的事情一定有不好的一面，很可惜，硅是一個(gè)不可以高效發(fā)光的材料。對(duì)于光電子芯片來(lái)說(shuō)，光從哪里來(lái)，是一個(gè)根本的問(wèn)題。因此，硅光平臺(tái)一定要跟能夠發(fā)光的材料結(jié)合在一起，這些材料就是我們剛才說(shuō)的化合物半導(dǎo)體。

大家都知道摩爾定律。其實(shí)光子集成從某種程度來(lái)說(shuō)也有自己的摩爾定律。下面這張圖表示的是不同材料的平臺(tái)能夠集成的器件的數(shù)量，藍(lán)線是磷化銦光子集成，紅線是硅基光子集成，可以看到，硅基光子集成發(fā)展的斜率要大得多。但是同時(shí)我們也要看到它的縱坐標(biāo)，它表示硅光芯片上面現(xiàn)在可以集成10-100萬(wàn)量級(jí)的器件，相當(dāng)于微電子70年代水平，所以光電子集成跟微電子集成是非常不一樣的，光電子器件尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晶體管，其根本原因是光子的“尺寸”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電子，所以光電子器件不能像微電子器件那樣一直去縮小尺寸到納米量級(jí)。

“光子集成摩爾定律”

來(lái)源：N Margalit et al (UCSB), APL DOI: 10.1063/5.0050117

硅光芯片市場(chǎng)發(fā)展很快。如果僅看它的絕對(duì)價(jià)值，微電子領(lǐng)域的人可能會(huì)覺(jué)得比較小，但是市場(chǎng)規(guī)模不那么大，并不等于它不重要，因?yàn)樗械年P(guān)鍵技術(shù)都是缺一不可的。而且硅光芯片的市場(chǎng)規(guī)模目前雖然不大，但是成長(zhǎng)率非常高，它的模式一旦走通，就有望實(shí)現(xiàn)像微電子那樣的一個(gè)爆發(fā)式的發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)模式方面，以前的光電子產(chǎn)業(yè)都是IDM的模式，就是一家公司設(shè)計(jì)、加工、測(cè)試、銷(xiāo)售從頭做到尾。硅光技術(shù)試圖顛覆這一模式，轉(zhuǎn)向微電子芯片的設(shè)計(jì)-代工模式，通過(guò)設(shè)計(jì)與制造工藝解耦降低門(mén)檻、降低成本、擴(kuò)大市場(chǎng)。這個(gè)模式已經(jīng)走通了，但是又沒(méi)有完全走通，為什么？因?yàn)楝F(xiàn)在的產(chǎn)品公司仍然無(wú)法與制造完全解耦，產(chǎn)品公司和代工廠依然深度綁定。這個(gè)也是由光電子集成的特性決定的，產(chǎn)品的差異化技術(shù)主要在材料、結(jié)構(gòu)、工藝層產(chǎn)生，一旦標(biāo)準(zhǔn)化，可能就等于同質(zhì)化，產(chǎn)品公司可能失去技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，所以大家也不一定非常愿意走這條路，把自己研發(fā)出來(lái)的獨(dú)特技術(shù)完全給大家分享。

這里有一張圖，不完全統(tǒng)計(jì)了硅光領(lǐng)域的制造和應(yīng)用技術(shù)鏈條。截至目前，中國(guó)大陸還沒(méi)有一個(gè)真正成熟的硅光代工平臺(tái)。有很多家在做，但是還沒(méi)有一家能夠真正成熟地做到商業(yè)化流片。

硅光制造、應(yīng)用技術(shù)鏈條

來(lái)源：Yole

在高速發(fā)展的同時(shí)，硅光技術(shù)也開(kāi)始面臨一些技術(shù)瓶頸。硅雖然對(duì)紅外光是透明的，但是硅基波導(dǎo)光路對(duì)光信號(hào)仍然是有一定損耗的，如何進(jìn)一步降低波導(dǎo)損耗、如何進(jìn)一步提高電光調(diào)制器性能、還有我剛才說(shuō)的如何集成發(fā)光與探測(cè)等關(guān)鍵功能，是硅光的三大問(wèn)題。單純基于硅材料，這些問(wèn)題其實(shí)都不太好解決，因此大家很想從材料的層面上探索，有沒(méi)有其他的材料能夠具有更好的特性。

比如氮化硅基光子集成的發(fā)展也很迅速，也有專(zhuān)門(mén)的氮化硅光子集成代工平臺(tái)。氮化硅的透明度比硅要高很多，也就是說(shuō)它的損耗要低很多，但是它的集成密度不如硅，集成光發(fā)射、探測(cè)、調(diào)制等關(guān)鍵功能難度也較高。因此，氮化硅有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但自己可能難以成為獨(dú)立的一個(gè)平臺(tái)。不過(guò)它跟硅是兼容的，可以且已經(jīng)成為硅的一種補(bǔ)充。我們實(shí)驗(yàn)室在這方面也做了很多工作，我們自主研發(fā)了與半導(dǎo)體工藝完全兼容的低溫制備氮化硅光子集成平臺(tái)，其損耗已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際上用高溫工藝實(shí)現(xiàn)的同等水平，我們也是中國(guó)唯一一家擁有這方面自主自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)驗(yàn)室，目前也在努力地推動(dòng)自身技術(shù)的轉(zhuǎn)化。

另外一個(gè)材料看上去似乎是最近兩年突然冒出來(lái)的，就是薄膜鈮酸鋰（TFLN）。哈佛大學(xué)有一個(gè)教授叫做Loncar，去年我主編的一個(gè)Advanced Photonic的專(zhuān)刊去采訪他，他比較膽大，他就說(shuō)：“我對(duì)于薄膜鈮酸鋰未來(lái)10年發(fā)展非常樂(lè)觀。事實(shí)上，我愿意冒天下之大不韙——你可以直接引述我——預(yù)言10年內(nèi)薄膜鈮酸鋰將在所有高性能光電子應(yīng)用中取代硅光，特別是在數(shù)據(jù)通信中?！边@個(gè)預(yù)言會(huì)不會(huì)實(shí)現(xiàn)我們不知道，但是一定是一個(gè)努力的方向。

薄膜鈮酸鋰雖然看起來(lái)是突然冒出來(lái)的，其實(shí)事實(shí)上大概是2006年左右甚至更早的時(shí)候，歐洲的一些大學(xué)就開(kāi)始研究這個(gè)東西。這里我還要強(qiáng)調(diào)一個(gè)人，胡卉，晶正科技的創(chuàng)始人。胡卉非常有眼光，他在2010年那么早的時(shí)候就回到中國(guó)來(lái)創(chuàng)業(yè)，做薄膜鈮酸鋰晶圓產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)應(yīng)用市場(chǎng)可能也不是那么明確，他認(rèn)為這個(gè)東西很有前途就做了。

如何在薄膜鈮酸鋰材料上面加工高性能光子線路和先進(jìn)功能器件？在國(guó)內(nèi)率先把這件事情做出來(lái)是我的學(xué)生蔡鑫倫。他從英國(guó)回中山大學(xué)當(dāng)教授，非常有勇氣和眼光地放棄原來(lái)的研究方向，轉(zhuǎn)而研發(fā)薄膜鈮酸鋰光電子芯片技術(shù)，做出了一系列性能?chē)?guó)際領(lǐng)先的原型芯片。現(xiàn)在有一家企業(yè)，叫做鈮奧光電子有限公司。這家公司就是基于他自主開(kāi)發(fā)的薄膜鈮酸鋰產(chǎn)品和光電子集成平臺(tái)技術(shù)創(chuàng)立的。目前全世界技術(shù)上能夠相提并論的公司有兩家，一家是中國(guó)的鈮奧光電，另一家是一個(gè)美國(guó)的公司，叫做HyperLight，是基于哈佛大學(xué)Loncar組的技術(shù)。這兩家公司的創(chuàng)始人都是中國(guó)人，但是一個(gè)在中國(guó)，一個(gè)在美國(guó)。這里值得一提的是，基石資本在鈮奧的A輪融資中起到了關(guān)鍵性的作用。

鈮奧是中國(guó)光電子芯片產(chǎn)業(yè)中，第一個(gè)基于國(guó)內(nèi)獨(dú)立自主創(chuàng)新的源頭技術(shù)培育出來(lái)的、從材料、到加工技術(shù)、到器件的設(shè)計(jì)優(yōu)化、一直到產(chǎn)品化，全鏈條全部都在國(guó)內(nèi)的一家公司。所以如果最后它能夠取得商業(yè)成功，那在中國(guó)光電子芯片發(fā)展史上可能具有一定的劃時(shí)代的意義，代表了中國(guó)的光電子芯片技術(shù)從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，代表了中國(guó)有開(kāi)辟和跑贏新賽道的能力。

我們可以看到，在這個(gè)技術(shù)創(chuàng)新中，一個(gè)新的平臺(tái)材料，也就是薄膜鈮酸鋰，起到關(guān)鍵性的作用。因?yàn)楸∧も壦徜嚥牧系墓鈱W(xué)性能實(shí)在是太好了，它不僅損耗比硅低很多，而且還具備優(yōu)秀的電光調(diào)制功能。因此，采用這個(gè)新材料可以突破硅光集成的諸多瓶頸，包括剛才說(shuō)的調(diào)制器的瓶頸，把調(diào)制器綜合性能提高了非常多，帶來(lái)的好處包括更大的帶寬、更高的速率、更低的能耗等等。

因此，現(xiàn)在盡管硅光本身也還是在高速的發(fā)展中，但是光電子芯片技術(shù)的后硅光時(shí)代可能已經(jīng)開(kāi)啟，其代表就是像薄膜鈮酸鋰這一類(lèi)不僅高性能，而且功能非常豐富的新型的薄膜材料。這個(gè)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)像鈮奧光電子這樣的一批潛在的專(zhuān)精特新企業(yè)，或者“小巨人”企業(yè)。

像薄膜鈮酸鋰這樣的材料，不僅損耗低，還自帶很多的功能，但是正如剛才所說(shuō)的，沒(méi)有一個(gè)材料能夠?qū)崿F(xiàn)所有的光電子功能，薄膜鈮酸鋰也是一個(gè)不能發(fā)光、不能探測(cè)光的材料，那么該怎么辦？光從哪里來(lái)、如何探測(cè)？因此，一定要走異質(zhì)異構(gòu)混合集成的路線。

在戰(zhàn)略的角度，今后5年或者更長(zhǎng)遠(yuǎn)的時(shí)間尺度看，我們一定會(huì)從走向異質(zhì)異構(gòu)混合集成，這是我們基于科技發(fā)展的基本原理和規(guī)律的判斷。

具體怎么實(shí)現(xiàn)？可能有兩類(lèi)平臺(tái)。一類(lèi)是基于硅，另一類(lèi)就是基于薄膜鈮酸鋰。硅平臺(tái)上，我們要集成化合物半導(dǎo)體（磷化銦、砷化鎵等)，當(dāng)硅調(diào)制器不再夠用，我們還可以把薄膜鈮酸鋰作為功能材料集成到硅的平臺(tái)上面去，再輔之以像氮化硅這樣的超低損耗材料以及鍺這樣的探測(cè)器材料。這個(gè)系統(tǒng)看起來(lái)就是比較復(fù)雜，而做半導(dǎo)體的人都知道，多一個(gè)材料，難度是以數(shù)量級(jí)增加的，所以我們可能需要另外一個(gè)體系，也就是以薄膜鈮酸鋰為平臺(tái)且兼顧電光調(diào)制功能，再加上化合物半導(dǎo)體，僅兩種材料就可以搞定絕大部分的光電子的功能，這個(gè)可能是更加簡(jiǎn)單且高效的一個(gè)平臺(tái)。

硅光平臺(tái)上的異質(zhì)異構(gòu)混合集成，有各種的實(shí)現(xiàn)方式。可以先把小的光電子芯片（chiplet）做好，把它們拼在一起。也可以把一些晶粒鍵合到硅的晶圓上面去，還可以直接在硅上面去生長(zhǎng)其他的材料。技術(shù)的難度會(huì)越來(lái)越高，但是突破以后，其潛在的經(jīng)濟(jì)效益或者良品率，都會(huì)有更好的提高。像剛才說(shuō)的氮化硅，在這個(gè)體系里面也會(huì)起到比較重要的作用。

綜上所述，目前與未來(lái)光電子集成重點(diǎn)發(fā)展方向可能主要有兩個(gè)：一個(gè)是硅基光電子集成平臺(tái)上的異質(zhì)異構(gòu)混合集成，包括硅+化合物半導(dǎo)體、硅+薄膜鈮酸鋰、硅+化合物半導(dǎo)體+薄膜鈮酸鋰，等等，這樣一個(gè)二元甚至多元的異質(zhì)異構(gòu)混合集成體系。另外一個(gè)是薄膜鈮酸鋰光電子集成平臺(tái)上的異質(zhì)異構(gòu)混合集成，薄膜鈮酸鋰+化合物半導(dǎo)體的二元異質(zhì)異構(gòu)混合集成體系。

我想強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，這樣的技術(shù)，不僅僅對(duì)光電子具有重要意義，對(duì)其他的微電子器件，包括射頻等器件，也都具有很高的意義。因?yàn)楣璧墓ぷ黝l率要再往上提其實(shí)是很難的，而化合物半導(dǎo)體的響應(yīng)速度可以比硅高得多，所以在射頻器件、更高時(shí)鐘頻率的處理器等方面，這些技術(shù)都是可以應(yīng)用的。

今天主題是硬科技，所有的芯片、所有的信息系統(tǒng)，它的基礎(chǔ)都是半導(dǎo)體，半導(dǎo)體就是硬科技，而我們剛才所說(shuō)的這種半導(dǎo)體材料層面的突破、加工層面的突破，更是硬科技中的硬科技，要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期艱苦的努力去發(fā)展，如果你今天不開(kāi)始，20年以后你還是什么都沒(méi)有、還是在抱怨被卡脖子。所以我們實(shí)驗(yàn)室把它作為我們的使命，不僅研發(fā)新技術(shù)，還要通過(guò)創(chuàng)新體系的建設(shè)，把技術(shù)通過(guò)我們的研發(fā)平臺(tái)去孵化、去中試，最終將其推向應(yīng)用，期望能在中國(guó)產(chǎn)生自己的突破。

從投資的角度的話，這是一個(gè)很漫長(zhǎng)的一個(gè)過(guò)程，當(dāng)然今天上午像張維總也提到了，我們有政府和基石資本這樣非常有耐心、非常愿意投入的投資機(jī)構(gòu)來(lái)共同做這件事情。

短線來(lái)看的話，可能投資產(chǎn)品的回報(bào)路徑相對(duì)更明確。光電子芯片可以面向的市場(chǎng)其實(shí)挺多，其中的一些現(xiàn)在也非常熱，可以說(shuō)已經(jīng)成了非常紅的紅海市場(chǎng)，但是紅海中間也有機(jī)遇，因?yàn)閯偛耪f(shuō)的老一代的技術(shù)已經(jīng)趨向于飽和了，而下一代的技術(shù)一旦突破，就可能把紅海變成藍(lán)海，出現(xiàn)新的爆發(fā)性的增長(zhǎng)點(diǎn)。

架構(gòu)上面、底層理論上面的進(jìn)一步突破，比如說(shuō)光子計(jì)算與AI加速芯片、光量子信息芯片的突破，現(xiàn)在還是非常藍(lán)的，還是深藍(lán)，將來(lái)隨著我們技術(shù)推進(jìn)，可能會(huì)變成淺藍(lán)，甚至變綠再變紅也有可能，但是這個(gè)可能還比較長(zhǎng)遠(yuǎn)。

光通信光互連發(fā)射接收芯片是光電子芯片最大最成熟的市場(chǎng)，成長(zhǎng)率也非常高，特別是面向數(shù)據(jù)中心的這一塊。算力的基礎(chǔ)當(dāng)然是計(jì)算芯片，但是計(jì)算芯片跟存儲(chǔ)芯片、以及計(jì)算芯片與計(jì)算芯片之間有一個(gè)最大的瓶頸，就是數(shù)據(jù)如何以最快的速度傳輸，而這個(gè)瓶頸只有光能夠解決，所以這塊市場(chǎng)仍然具有極大的空間，也不排除出現(xiàn)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。最近AI大模型大火，隨之而來(lái)的就是對(duì)光互連技術(shù)的需求加速。

傳感方面，比如說(shuō)激光雷達(dá)、車(chē)載的光電子器件將來(lái)可能也是一個(gè)很大的市場(chǎng)。因?yàn)樗?C的，C端的市場(chǎng)一旦走通，它的增長(zhǎng)可能是非常驚人的，有些智能駕駛的車(chē)上裝了8顆激光雷達(dá)。垂直面發(fā)射激光器（VCSEL）現(xiàn)在很大程度是在往基于飛行時(shí)間（TOF）測(cè)距原理激光雷達(dá)的方向去應(yīng)用，雖然總量還不大，但是增長(zhǎng)率非常高。未來(lái)更好的激光雷達(dá)技術(shù)，比如既可測(cè)距、又可測(cè)速的調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）技術(shù)，對(duì)光電子集成芯片需求會(huì)更高。

好話說(shuō)完之后，再談?wù)勎覍?duì)國(guó)內(nèi)的光電子芯片產(chǎn)業(yè)的一些觀察。很多的公司涌進(jìn)光電子器件芯片這個(gè)賽道，為什么能涌進(jìn)去？因?yàn)橐延械囊恍﹤鹘y(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)、資金門(mén)檻比較低。基于國(guó)外的一些過(guò)期的專(zhuān)利，把它抄過(guò)來(lái)，在一個(gè)很長(zhǎng)的價(jià)值鏈條上做很短的一小段，產(chǎn)品也高度同質(zhì)化，然后通過(guò)低價(jià)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，賺取非常非常微薄的利潤(rùn)、甚至賠本還賺不到吆喝。這種低端產(chǎn)能已經(jīng)非常過(guò)剩了，但是真正掌握自主創(chuàng)新的技術(shù)的、新的高端產(chǎn)能是非常缺乏的。

打個(gè)比方，如果我們把光互連發(fā)射接收芯片鏈條當(dāng)做一個(gè)食物的供應(yīng)鏈的話，我們中國(guó)很多公司做的事情就只相當(dāng)于把預(yù)制菜熱一下搬上桌，或者說(shuō)再打個(gè)包封裝一下，這中間賺不到什么錢(qián)。

所以，我們現(xiàn)在做的事情，事實(shí)上都是要去解決這樣一個(gè)問(wèn)題，就是怎么去創(chuàng)造自己的新增長(zhǎng)點(diǎn)，并且在新增長(zhǎng)點(diǎn)上去創(chuàng)造我們自己的高端的產(chǎn)能。其根本的途徑還是要在物理原理、材料、制造技術(shù)這些非常硬的層面去自主創(chuàng)新，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)的突破。

比如，光互連發(fā)射接收芯片與模塊，目前進(jìn)入實(shí)用的數(shù)據(jù)速率是800G，如果按照現(xiàn)有的技術(shù)方案，用包括外調(diào)制激光器（EML）芯片、或者激光器加硅光調(diào)制器芯片、或者直調(diào)邊發(fā)射/面發(fā)射激光器這樣一些器件，你可以做到800G，但是這些技術(shù)都已經(jīng)接近極限，再往下走很難，下一代1.6T都可能實(shí)現(xiàn)不了，或者即使實(shí)現(xiàn)，體積、成本、能耗等也可能缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。再下一代3.2T就更難。

為什么我們要基于薄膜鈮酸鋰這樣的新材料開(kāi)發(fā)新的光電子集成技術(shù)方案？因?yàn)樗軌虬延刹牧咸匦詻Q定的天花板提高一大截、打開(kāi)非常非常大的空間，它的性能不光能夠支撐1.6T、3.2T，甚至還能支撐更高的速率。未來(lái)10-20年，我們對(duì)算力的需求可能是成萬(wàn)倍的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)傳輸速度可能也需要實(shí)現(xiàn)同樣的增長(zhǎng)，因此必須要有新的技術(shù)去打開(kāi)這個(gè)發(fā)展空間，這也是我們?yōu)槭裁纯春眠@些基于新材料、新技術(shù)的創(chuàng)新企業(yè)。

再比如成像，成像是一個(gè)紅得不能再紅海的市場(chǎng)，滿世界都是攝像頭，每個(gè)手機(jī)里面都有好幾個(gè)攝像頭，CMOS成像器件非常成熟且便宜。但是這里面不是沒(méi)有增長(zhǎng)點(diǎn)，比如說(shuō)短波紅外成像就是一個(gè)僅用硅材料不能實(shí)現(xiàn)、化合物半導(dǎo)體材料又太貴的市場(chǎng)，而且需求也非常大。鍺是相對(duì)便宜的半導(dǎo)體，所以通過(guò)在硅上面生長(zhǎng)鍺，制成硅基鍺探測(cè)器，并且與下面的硅電路集成，就可能彌補(bǔ)這樣一個(gè)空白。還有比如X射線高分辨成像芯片，也可能帶來(lái)醫(yī)療診斷器械和設(shè)備的更新?lián)Q代。

我們作為一個(gè)光電材料與技術(shù)的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，不能忘記我們的使命和初心，即要在材料和制造技術(shù)的層面上，突破光電子信息技術(shù)最底層的核心硬科技，通過(guò)自主創(chuàng)新，創(chuàng)造出新的增長(zhǎng)點(diǎn)，成為全球光電子芯片產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。我相信，如果我們?cè)诓粩嚅_(kāi)發(fā)新的高性能光電集成平臺(tái)材料、功能材料，并且把光電子集成從單材料的1.0版推向多材料異質(zhì)異構(gòu)混合集成的2.0版這條道路上堅(jiān)定地走下去，通過(guò)5年、10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的努力，我們一定能夠?qū)崿F(xiàn)我們的目標(biāo)。謝謝大家！