硅基光子技術(shù)發(fā)展的特點、機遇與挑戰(zhàn)

楊建義　王根成

摘要：通信容量的爆炸式增長促進(jìn)了光子技術(shù)的發(fā)展，認(rèn)為以硅材料為基底的硅基光子器件與集成技術(shù)具有低功耗、高速率、結(jié)構(gòu)緊湊等突出優(yōu)勢，將成為解決信息網(wǎng)絡(luò)所面臨的功耗、速率、體積等方面瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)。通過與微電子行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行對比，分析了硅基光子發(fā)展的特點及關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，并給出了對其未來發(fā)展機遇的思考。

關(guān)鍵詞： 硅基光子；光子集成；光電混合集成；光通信

Abstract： The explosive growth in telecommunication capacity promotes the development of silicon photonics. To break the bottlenecks （power consumption， bandwidth and volume） of current information networks， several outstanding advantages of silicon photonics including low power consumption， high speed and very compact size are introduced in this paper. Comparing with the development of the microelectronics industry， the features and the major challenges of silicon photonics are analyzed， and the opportunities in the future are also pointed out.

Key words： silicon photonics； integrated optics； optical communication； opto-electronic hybrid integration

硅基光子的研究可以追溯到20世紀(jì)80年代[1]，受限于當(dāng)時的硅基制作工藝，硅基光子的發(fā)展十分緩慢。最近10多年來，該領(lǐng)域呈現(xiàn)出爆炸式增長，并被視為一個顛覆性的平臺技術(shù)。人們期待著硅基光子在諸多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮出革命性作用，目前首先聚焦在了數(shù)據(jù)中心、高性能計算和傳感等領(lǐng)域。

微電子的發(fā)展得益于微電子工藝和集成電路設(shè)計的發(fā)展，其中的一個關(guān)鍵是設(shè)計與制造的分離。研究人員利用多項目晶圓（MPW）服務(wù)，可以很快地通過大規(guī)模集成電路實現(xiàn)前沿開創(chuàng)性工作，這有利地推動了微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。培養(yǎng)年輕的學(xué)生工程師使用MPW制作工具和工藝，讓他們自己去設(shè)計前沿電路，并將其投入到無廠制作，這是許多微電子公司取得成功的原因[2]。

當(dāng)前，硅基光子就像20世紀(jì)70年代的微電子技術(shù)，正處于前期擴張階段，但是硅基光子芯片在制作方面存在一個巨大的優(yōu)勢：大規(guī)模生產(chǎn)且高度可控微電子芯片的硅代工廠已經(jīng)存在。在微電子行業(yè)中已經(jīng)存在硅基光子所需要的微細(xì)加工設(shè)備，如：Luxtera公司生產(chǎn)的硅基光子芯片已經(jīng)運用到了一些高性能的計算機群中[3]。

硅基光子正處于重要的轉(zhuǎn)變時期，全世界的學(xué)術(shù)圈和工業(yè)圈可以通過諸多代工廠提供的MPW服務(wù)使用有源和無源硅基光子工藝。并且從現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r來看，除了硅基光源集成略困難外，基于硅晶圓可以實現(xiàn)幾乎所有具有合理競爭水平的關(guān)鍵光功能器件。

1 利用CMOS工藝線，硅基

光子也將是一個無廠化

產(chǎn)業(yè)

集成光子技術(shù)從提出至今已近50年，與微電子與集成電路不同，一直以來集成光子技術(shù)主要還是針對特定的運用，需要采用不同的光電材料和精細(xì)化的工藝。由于主要應(yīng)用于光纖通信，集成光子器件實際可以說還處于分立元器件狀態(tài)——可能稱為光電器件更準(zhǔn)確，每個器件被單獨的封裝，然后通過光纖連接起來。通常可以看到一個通信系統(tǒng)使用的光電器件由多種不同的材料系統(tǒng)組成，如：用于實現(xiàn)光學(xué)復(fù)用和無源器件的玻璃基上擴散波導(dǎo)、用于實現(xiàn)調(diào)制器的鈮酸鋰材料、用于實現(xiàn)激光器的磷化銦材料、用于實現(xiàn)光探測器的鍺材料等。每一個光電器件制作的工藝與其他器件的制作工藝無法兼容。每一種光電材料的選取都依賴于器件的性能要求。這些光電器件都需要特定的制作設(shè)備，與微電子互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）相比，這些光電器件還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法進(jìn)行大批量生產(chǎn)（當(dāng)然需求量也根本沒有達(dá)到），制作成本相當(dāng)高。硅基光子技術(shù)潛力巨大，首先便在于其可以將多功能光子器件集成在單個芯片上，并通過先進(jìn)的CMOS工藝進(jìn)行大批量生產(chǎn)。這使得高度復(fù)雜的光子集成系統(tǒng)通過較合理的成本生產(chǎn)出來成為可能。

歸功于成熟的CMOS工藝，在原有的微電子工藝基礎(chǔ)上加以改動，便可以制造硅基光子器件與系統(tǒng)?；贑MOS工藝已制造出能夠?qū)崿F(xiàn)光的產(chǎn)生、探測、調(diào)制和其他操控功能的硅基光子芯片。此外，人們也結(jié)合光學(xué)和電學(xué)的優(yōu)勢，在硅材料上同時制造光子器件和集成電路，實現(xiàn)片上混合集成系統(tǒng)。

近年來，硅基光子的相關(guān)研究人員沿用與常規(guī)CMOS晶體管制作完全相同的設(shè)備，開發(fā)了相應(yīng)的工藝流程，制作了復(fù)雜的光子集成系統(tǒng)。在這些設(shè)施下進(jìn)行光子集成芯片的設(shè)計，限制是十分明顯的：那些被證實與CMOS工藝不兼容的材料被嚴(yán)格禁止進(jìn)入生產(chǎn)線，硅基相關(guān)的工藝和系統(tǒng)的設(shè)計必須在不破壞CMOS工藝的情況下進(jìn)行。但是，如果投入到當(dāng)今CMOS工藝的數(shù)十億美元的投資能夠直接利用到片上硅基光學(xué)系統(tǒng)的建立中，那么硅基光子將會迅速地投入商業(yè)化，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)[4]。當(dāng)然，人們也在嘗試采用一些補充方案，最直接的便是加入額外工藝流程，如：III-V族晶片的鍵合、金薄膜的制備、功能性聚合物材料的加入等。

和微電子行業(yè)一樣，硅基光子制作工藝平臺可以提供以下優(yōu)勢：

（1）資源效率利用高。避免超凈間和高昂的工藝研發(fā)成本。endprint

（2）設(shè)計可重復(fù)利用。微電子行業(yè)的發(fā)展得益于可重復(fù)使用的知識產(chǎn)權(quán)（IP）模塊。同樣的，硅基光子也可使用相同的概念允許研發(fā)人員研發(fā)出元器件庫。這必將促進(jìn)系統(tǒng)級別的研究和開發(fā)。

（3）資源可獲取。將硅基光子制作工藝和器件庫開放給全世界硅基光子設(shè)計研發(fā)人員，確保資源的共享，實現(xiàn)資源的高效利用。

（4）可商業(yè)化?？梢源偈构韫庑袠I(yè)使用研發(fā)人員設(shè)計的元器件和系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出可通過一般代工廠生產(chǎn)的新產(chǎn)品。

（5）鼓勵協(xié)同設(shè)計。由共同的設(shè)計目標(biāo)、語言和制作工藝促成。

目前國際上已有以比利時微電子研究中心（IMEC）和新加坡微電子研究（IME）為代表的硅基光子代工企業(yè)提供硅基光子的代工服務(wù)，他們也已經(jīng)開始提供包括基本器件在內(nèi)的工藝設(shè)計包（PDK）工具。在中國，中芯國際和宏力半導(dǎo)體曾經(jīng)零散地為研究工作提供過一些硅基光子芯片的制備服務(wù)，但由于代工量等因素，既沒有形成常態(tài)化的服務(wù)內(nèi)容，也沒有形成PDK工具。這兩年，硅基光子吸引了大量研發(fā)機構(gòu)的重視，從目前來看，中科院微電子所、中科院上海微系統(tǒng)所等都在嘗試建立面向硅基光子的代工平臺，其中中科院微電子所已經(jīng)初步可以提供服務(wù)，其中包括PDK工具的建立；上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)等也在嘗試建立基于大學(xué)微納加工平臺的硅基光子制備服務(wù)，雖然會在一些工藝上受限，但在特征尺度（由于采用電束子曝光）、加工時間等方面都還是有一定優(yōu)勢的。這些工藝平臺建設(shè)必將加速中國硅基光子的發(fā)展和應(yīng)用水平的提升。

2 只有通過巨大的應(yīng)用

驅(qū)動，硅基光子才可能

成為顛覆性技術(shù)

電子與光子的區(qū)別在于：電子是費米子，而光子屬于波色子。兩個電子在同一時刻不可能處于同一位置，兩者之間的相互作用強。利用電子的這一特性可以設(shè)計出大量的非線性開關(guān)器件——晶體管，也就是說電子十分適合于實現(xiàn)計算功能。與此相反，光子可以在同一時刻處于同一位置，一般情況下，光子之間是相互獨立的，這也是為何通過單個光纖可以實現(xiàn)每秒鐘太比特量級數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?。十分吸引人的一點是：可以設(shè)計一種芯片，計算部分通過電子實現(xiàn)，傳輸部分通過光學(xué)實現(xiàn)。結(jié)合各種復(fù)用技術(shù)（諸如成熟的波分復(fù)用（WDM）技術(shù)），每個通道傳輸一組數(shù)據(jù)，而每一個通道上電學(xué)數(shù)據(jù)傳輸并不需要很高（低于幾十吉比特每秒），建立的光學(xué)系統(tǒng)便可以通過單個光纖每秒鐘傳輸太比特量級數(shù)據(jù)，這便是最初推動硅基光子技術(shù)迅速發(fā)展的片上互連技術(shù)的設(shè)想。從目前看來，這種片上互連短時間內(nèi)還是難以形成真正需求的。雖然在互連所需要的收發(fā)、傳輸、系統(tǒng)架構(gòu)方面都取得了較大的進(jìn)展，但真正意義上可以取代現(xiàn)有電互連的優(yōu)勢還沒有顯現(xiàn)出來。

硅基光子的發(fā)展依賴于應(yīng)用需求的大小。隨著硅基光學(xué)制作工藝的開發(fā)，人們也提出了更多的應(yīng)用，其中最直接的還是在長距離和中短距離的數(shù)據(jù)通信方面[5]。長距離光纖通信成功發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)代通信的主要支柱之一。當(dāng)前光纖通信正從長距離逐漸向短距離（數(shù)據(jù)中心之間）發(fā)展，數(shù)據(jù)通信市場的大趨勢是通信距離越來越短，每一部分的價格在急劇下降，而通信容量在顯著提高。硅基光子商業(yè)化的方向也集中在了大容量、短距離的應(yīng)用上，諸如數(shù)據(jù)中心和高性能計算。未來這些應(yīng)用會延伸到板間短距離的連接，更遠(yuǎn)期的才會是面向中央處理器（CPU）核之間的片上互連通信[5]。

人們也在利用硅基光子探索制備信息處理芯片的可能。基于傳統(tǒng)概念下的光邏輯功能與光信息處理架構(gòu)的設(shè)計是一種主要思路，但這種簡單地將電域信息處理器的設(shè)計思路用于光域設(shè)計是否可行并具有優(yōu)勢還有待證明。最近，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)是熱點，有人已經(jīng)著手采用硅基光子芯片，構(gòu)建基于光路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。其中，深度學(xué)習(xí)的實現(xiàn)需要依賴于對硅基光子光路網(wǎng)絡(luò)的靈活操控，這可能會展現(xiàn)出光網(wǎng)絡(luò)的一些優(yōu)勢。

除了數(shù)據(jù)通信與信息處理，最具有前景的硅基光子芯片運用應(yīng)該是傳感，包括：生物傳感[6]、成像[7]、信號處理[8]、光探測與測距（LIDAR）[9]等。利用硅基光子芯片實現(xiàn)多通道傳感可以發(fā)揮性能和成本上的優(yōu)勢，如果能夠借助于二維材料或者其他功能材料，充分利用二維材料等優(yōu)質(zhì)的表面特性，會對硅基光子傳感芯片性能的提升帶來更大優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對傳感芯片的需求巨大，呈現(xiàn)出極為細(xì)分與個性化的特點，對硅基光子的設(shè)計技術(shù)提出了要求。LIDAR的應(yīng)用可能是最具通用性的需要。如果將現(xiàn)有的基于旋轉(zhuǎn)掃描的LIDAR和基于微機電系統(tǒng)（MEMS）轉(zhuǎn)動掃描的LIDAR分別視為第1代和第2代LIDAR，則基于硅基光相控陣芯片的相位掃描LIDAR可以視為第3代。由于LIDAR的實質(zhì)是多光束合成機制，可以實現(xiàn)智能化波束成形，因此無論是在市場還是技術(shù)方面都會讓人產(chǎn)生非常大的想像空間。當(dāng)然這其中也需要許多支撐技術(shù)，包括：系統(tǒng)構(gòu)建與探測技術(shù)、光路系統(tǒng)、片上監(jiān)測等。

量子信息處理系統(tǒng)的未來應(yīng)用必須依賴于可集成量子系統(tǒng)的構(gòu)建，硅基光子芯片也會發(fā)揮作用。這其中的應(yīng)用可能有量子計算和量子測量，所基于的是片上光量子信息傳輸與處理，但仍需要解決量子光源和單光子探測的可集成技術(shù)，特別是針對1 550 nm波段。當(dāng)然，硅基氮化硅材料由于非線性特性更優(yōu)，在量子集成芯片應(yīng)用方面會是更優(yōu)的選擇，也可以避開1 550 nm波段的使用。當(dāng)然，量子信息系統(tǒng)的真正應(yīng)用還有較長的路要走。

雖然目前硅基光子還沒達(dá)到值得CMOS行業(yè)關(guān)注的規(guī)模，但是人們普遍認(rèn)為硅基光子已經(jīng)開始成為一個重要的產(chǎn)業(yè)。很多著名的半導(dǎo)體企業(yè)和信息技術(shù)企業(yè)投入大量的人力和財力推進(jìn)硅基光子的產(chǎn)業(yè)化，如Intel、IBM、Oracle、中興通訊等。眾多新成立的公司在積極研發(fā)硅光產(chǎn)品，如Luxtera等。商用化的光電子集成芯片已經(jīng)投入到市場中。保守估計到2020年，硅光產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值將達(dá)到10億美元。

3 硅基光子的應(yīng)用需要

自身基礎(chǔ)性技術(shù)，也

需要支撐技術(shù)endprint

3.1 單元功能器件技術(shù)

單元功能器件技術(shù)是硅基光子的基礎(chǔ)性技術(shù)之一。迄今為止，單元功能器件的研發(fā)占據(jù)了超過90%的硅基光子技術(shù)的相關(guān)學(xué)術(shù)研究，核心目標(biāo)就是在硅材料上獲得性能最好的單元功能器件。目前，硅基的馬赫-曾德爾調(diào)制器的性能在許多運用中可以媲美甚至超過商用的鈮酸鋰調(diào)制器[10]，并且硅基調(diào)制器的性能每年都在提升。從技術(shù)優(yōu)勢上來說，基于鍺波導(dǎo)耦合的光電二極管與其他近紅外非制冷光電探測器相比也很有競爭力。硅波導(dǎo)的損耗可以降低到0.026 dB/cm[11]，可兼容大規(guī)模硅光子集成的氮化硅波導(dǎo)的損耗甚至低于0.1 dB/m[12]。低損耗的光纖耦合器、各種高性能光學(xué)無源器件，甚至高效率的激光器（結(jié)合III-V族材料）已經(jīng)在硅基光學(xué)系統(tǒng)中實現(xiàn)。大多數(shù)的器件設(shè)計工作都是在學(xué)術(shù)圈完成，其優(yōu)勢在于可以快速的實現(xiàn)仿真-制作-測試循環(huán)，快速制作出產(chǎn)品原型。

需要注意的是：器件層次的研究并非完全兼容于現(xiàn)有的微電子工藝，那些設(shè)計最優(yōu)性能晶體管的研究人員起初可能也并沒有關(guān)注設(shè)計的器件是否兼容于現(xiàn)有的工藝。對于硅基光子學(xué)也是如此，隨著時間的推移，將會促使這些在特定工藝下得到證實的硅基光子器件進(jìn)入到集成平臺中。

3.2 硅基光子集成系統(tǒng)芯片技術(shù)

微電子電路設(shè)計中，電路的設(shè)計者并不需要是晶體管物理和制作方面的專家。由于代工廠已經(jīng)能夠確保器件的性能，電路設(shè)計師只需要依賴于唯象模型，在SPICE或者VERILOG-A軟件中模擬復(fù)雜的電學(xué)系統(tǒng)。總的來說，器件物理工程師為代工廠開發(fā)出PDK，代工廠的用戶很少需要運行諸如半導(dǎo)體工藝模擬以及器件模擬工具（TCAD）來模擬晶體管的內(nèi)部工作機制。對于硅基光子代工廠服務(wù)提供商而言，近期的目標(biāo)就是要能夠像微電子行業(yè)一樣給硅光子提供相同的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。目前，一般的硅基光子代工廠服務(wù)提供商都提供包括先進(jìn)光電器件（調(diào)制器和探測器等）的PDK，用戶可以利用這些元器件設(shè)計出更高性能的器件或者包含更多元器件的復(fù)雜硅基光子集成系統(tǒng)芯片。

近年來，硅基光子代工廠服務(wù)提供商所能夠提供的基礎(chǔ)元器件的性能已經(jīng)足夠好，越來越多的研究人員已經(jīng)不需要再在器件層面優(yōu)化，而是可以針對應(yīng)用場景，研發(fā)特定功能的光學(xué)集成回路。硅基光子代工廠服務(wù)提供商則負(fù)責(zé)制作出所需要的硅基光子集成芯片。這意味著，接下來的幾年里，硅基光子集成系統(tǒng)芯片設(shè)計團(tuán)隊的數(shù)量必將比器件設(shè)計團(tuán)隊的數(shù)量增長的快，這也會推動硅基光子技術(shù)的應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展。

從這一點來看，硅基光子技術(shù)的發(fā)展與集成電路技術(shù)的發(fā)展是有相似性的，我們也期待由此能夠帶來具有顛覆性的硅基光子技術(shù)。當(dāng)然，硅基光子技術(shù)中也必然存在著同微電子模擬電路芯片設(shè)計類似的情況，需要對器件技術(shù)極為熟悉的專業(yè)人員完成某些涉及器件結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)芯片設(shè)計。

3.3 硅基光子的設(shè)計工具

硅基光子技術(shù)的設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)依然處于發(fā)展階段，器件級別的仿真軟件已經(jīng)十分成熟，但是更高級別的系統(tǒng)仿真才剛剛開始出現(xiàn)。晶圓規(guī)模的自動化測試、設(shè)計規(guī)則檢查、布局和原理圖檢查、測試設(shè)計工具等要么不存在，要么極其不成熟。

微電子行業(yè)最偉大的一項發(fā)明就是PDK，實現(xiàn)了器件設(shè)計和工藝完全分離。硅基光子學(xué)行業(yè)近年來也積極開展相應(yīng)的工作，研發(fā)設(shè)計工具和工藝流程來確保硅基光子的成功，但是這些努力相對來說還不夠成熟。Luxtera是第一個開發(fā)出基于Cadence環(huán)境的硅光子高級設(shè)計包，其中包括針對光子和電子元器件的布局和原理圖檢查、設(shè)計規(guī)則查錯，以及標(biāo)準(zhǔn)元器件的統(tǒng)計角模型。許多公司也開發(fā)了在TCAD級別專用于集成光電學(xué)的仿真工具，通常用于電學(xué)元器件熱和射頻的仿真也被用于光學(xué)器件及系統(tǒng)中[13]。這些光學(xué)系統(tǒng)級別的仿真軟件包括：Lumerical INTERCONNECT、IPKISS等。

硅基光子學(xué)一個重要的創(chuàng)新領(lǐng)域在于研發(fā)出匹配工藝線要求的設(shè)計規(guī)則和方法，以及設(shè)計出合適的結(jié)構(gòu)和工藝程序來確保成品率。目前相關(guān)的研究在文獻(xiàn)資料中很少提及，但是這些問題在接下來幾年將變得十分重要。

3.4 封裝與外圍技術(shù)

針對硅基光子的特點與應(yīng)用需求，硅基光子芯片的封裝技術(shù)是關(guān)鍵性的支撐技術(shù)。雖然已有的集成光學(xué)芯片的光學(xué)耦合封裝技術(shù)可以提供一定的支持，但是針對硅基光子成本特點而建立的高效率光學(xué)耦合封裝依然極為重要。硅基光子芯片可以采用傳統(tǒng)類型的單模封裝，也可以是具有特點的表面光柵耦合。針對前者，人們已經(jīng)初步建立了模斑轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與工藝過程，耦合損耗可以控制到1 dB每端面，甚至更低；而后者的表面光柵耦合一方面提供了制作過程在線檢測的可能，也為大規(guī)模表面光學(xué)耦合封裝提供了可能。當(dāng)然，除了光學(xué)耦合外，硅基光子芯片往往還需要高速電學(xué)接口封裝。這也就意味著，硅基光子芯片是需要同時考慮光學(xué)與電學(xué)接口封裝的，這對芯片的設(shè)計提出了要求。有意思的是，目前來看，這些光學(xué)與電學(xué)接口往往占據(jù)了整個芯片的大量面積。這需要我們有更多技術(shù)來進(jìn)一步提升輸入輸出的接口，無論是光學(xué)，還是電學(xué)。

硅基光子的應(yīng)用決定了芯片外圍必然要面對電-光和光-電轉(zhuǎn)換，而且這種轉(zhuǎn)換過程往往還要求是高速、低噪聲的。所以高速多位數(shù)的模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換、串/并和并/串轉(zhuǎn)換等集成電路芯片，高速、低噪聲的跨阻放大器芯片等的應(yīng)用是必須的，并且應(yīng)該盡可能向硅基光子芯片靠攏，人們甚至希望能夠?qū)⑦@些電路與光路單片集成。由于器件結(jié)構(gòu)和工藝特點上的差異，這種光與電的單片集成是否一定具有優(yōu)勢，最終會由市場來決定。此外，為保證硅基光子芯片的穩(wěn)定應(yīng)用，還需采用硅基光子芯片的在線監(jiān)測技術(shù)和溫控技術(shù)。

對于上述技術(shù)，人們都已經(jīng)意識到其是必不可少的，正在利用聯(lián)合設(shè)計的思路，努力研發(fā)并提出各種解決方案。

3.5 硅基光子技術(shù)的延伸

硅基光子學(xué)的發(fā)展也促進(jìn)了許多基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展?；诠杌庾?，結(jié)合新材料（聚合物、石墨烯、量子點等），可以實現(xiàn)更多的光學(xué)功能器件。就像超大規(guī)模集成電路被證實是科學(xué)與工程學(xué)上的一項有利技術(shù)一樣，隨著未來硅基光子工藝的開放，光子學(xué)將使硅成為探索基礎(chǔ)材料科學(xué)和物理學(xué)的重要平臺。與此同時，這將為更多功能和更大規(guī)模的硅基光子集成提供技術(shù)支持。在硅基光波導(dǎo)中，光場較高的場密度和較低的損耗已經(jīng)推動了光力學(xué)和量子光學(xué)的發(fā)展，研究人員正在開展相當(dāng)數(shù)量的量子光學(xué)[14]和低溫物理學(xué)[15]方面的研究。此外，由于硅基光子回路具有快速實現(xiàn)新類型的開關(guān)和收發(fā)器的能力，它也是網(wǎng)絡(luò)建模工作的理想試驗平臺[16]。endprint

4 結(jié)束語

硅基光子學(xué)以其獨特的優(yōu)勢成為當(dāng)下研究的熱點，結(jié)合CMOS工藝，硅基光子的發(fā)展趨勢將是更高的速率、更低的功耗以及更高的集成度，并向著產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。文章介紹了硅基光子學(xué)發(fā)展的歷程、技術(shù)挑戰(zhàn)和發(fā)展機遇等若干思考，目前中國的硅基光子經(jīng)過多年的發(fā)展，在器件與集成領(lǐng)域已經(jīng)取得較大的進(jìn)展，并且具備了良好的科研隊伍和條件。大力發(fā)展硅基光子，促使中國在世界上處于領(lǐng)先地位意義重大！

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