光子芯片是什么？能否成为我国“换道超车”的新方向？

啥是光子芯片？顾名思义，光子芯片是以光波为载体，完成信息传递和数据运算的芯片。光子芯片诞生在上世纪八十年代，可以说跟电子芯片是“孪生兄弟”。但是，光子芯片实际上却有更高的天赋，在理想状态下，光子芯片的计算速度约是电子芯片的1000倍，而功耗更低、发热更小。

从原理上讲，光子芯片与电子芯片完全是不同的。电子芯片是靠大规模集成晶体管，集成的晶体管数量越多，芯片计算能力就越强。而光子芯片是利用光电转换原理、以光作为传输媒介，具有传播速度快、功耗超低、发热超低、抗电磁干扰、大带宽等优良的特性，可以说天赋异禀。学过物理的可能知道：电子是费米子，是有质量的，尽管很轻，因而在传输时，会因为质量惯性产生较多的能量损耗，这就是电传输发热的原因；而光是玻色子，是物质之间的相互作用力，光子静止质量为零，传输信号时能量损耗非常小。

事实上，在这对孪生兄弟的成长中，资质平平的电子芯片却脱颖而出，主要原因是晶体管技术更加成熟，更容易制造和生产。而光子芯片，总是碰到各种难解决的问题，如输出信号的波长跟输入波长不一致，光控制开关很难实现；光开关设计尺寸较大，只能做到微米级等。不过，近年来，随着科技的发展，对光子芯片的研究，也突破了一个又一个瓶颈和难题，光子芯片的天赋开始逐渐展现。

2016年，麻省理工学院打造出首个光学系统，硬件上用光干涉仪作为基本的矩阵运算单元，并开发出一系列适应于光子芯片的算法。从那时起，光子芯片再次吸引了全世界的眼球，很多人认为，光子芯片或将成为延续“摩尔定律”的一种可能。

光子芯片的天赋，为我国半导体产业“换道超车”提供了机遇和选择。目前，对光子芯片的研究，大家基本在同一条起跑线上。

2019年，华为公司公布了一份“光计算芯片、系统及数据处理技术”的发明专利。

2021年，北京市发布了《北京市关于促进高精尖产业投资推进制造业高端智能绿色发展的若干措施》，其中明确提出，要抢先布局光电子、量子信息等未来前沿产业。

2021年，燕东微电子6寸晶圆制造厂变身成为电子城IC/PIC创新中心。2022年，创新中心建设完成“光电芯片封装测试验证平台（第一阶段）”，该平台已基本完成基建改造和洁净间建设，初步具备光电芯片基本测试封装能力。

结语：光子芯片天赋异禀，但这个被耽误的天才，随着产业的完善和科技的进步，在不久的未来，或将成为半导体行业的一匹黑马，成为突破“摩尔定律”不二选择。