硅基光電子行業發展現狀分析2024

在過去的半個世紀中，硅基微電子學和光纖通信引發了一場影響深遠的信息技術革命，將人類社會帶入了高速信息時代，對通信容量和速度的需求呈指數增長。另一方面，數據中心和高性能計算面臨著電互聯在速度、帶寬和能耗上的瓶頸。硅基光電子技術已成為突破這些瓶頸的關鍵。由于具有折射率高、器件尺寸小和與CMOS兼容工藝的優勢，硅可以以低成本和低能耗在微芯片上實現大規模光電集成，這已成為芯片行業的熱門選擇。

此外，硅基光電子技術已經開辟了一系列新的研究領域，如中紅外通信、微波光電子、片上實驗室、量子通信、光電子計算和芯片級激光雷達。

硅基光電子行業發展現狀分析

硅基光電子技術的發展始于上世紀80年代，Soref發現了晶體硅中的等離子色散效應，為硅基電光調制提供了理論基礎。

硅光子技術其核心理念是“以光代電”，即利用激光束代替電子信號進行數據傳輸。硅光子技術將硅光模塊中的光學器件與電子元件整合到一個獨立的微芯片中，使光信號處理與電信號的處理深度融合，最終實現真正意義上的“光互聯”。

硅基光電子技術擁有光的極高帶寬、超快速率和高抗干擾特性以及微電子技術在大規模集成、低能耗、低成本等方面的優勢，更適應未來高速、復雜的光通信系統。同時可以滿足長距離數據傳輸以及微電子芯片間的短距離大容量數據傳輸，通過與微電子集成電路進行單片集成，實現高速、低功耗的片上互連，突破微電子處理器在數據互連上的瓶頸。

5G網絡需要支持大量設備的接入和數據傳輸，硅基光電子器件能夠實現高速、低損耗、長距離的光傳輸，可應用于骨干網和城域網的光傳輸模塊中。

據中研產業研究院《2023-2028年中國硅基光電子行業發展現狀及趨勢預測報告》分析：

硅基光電子優勢明顯，除了在光通信領域的作用外，在其他商業領域如：光傳感、光計算、醫療健康和激光雷達等領域的價值也逐漸顯現，一個接一個應用得以落地。

近年來，中國硅基負極材料正在不斷發展，硅基負極市場迎來快速增長，出貨量預計大幅增加。2021年中國硅基負極材料出貨量達1.1萬噸，同比增長83.33%，占負極材料出貨量的1.5%。2021年中國硅基負極材料滲透率僅有1.53%，技術發展仍不完善，滲透率波動情況較大。未來隨著技術的不斷穩定升級。

在消費電子領域,智能傳感、移動終端等產品均可利用硅光技術在有限的空間集成更多的器件在量子通信領域,由于硅光技術保密性強、集成度高、適合復雜光路控制等優勢,有望成為量子通信的重要技術方案。可以預見,隨著技術的成熟,硅光芯片在數通領域和消費電子領域的需求將迎來一輪大爆發。

硅基光電計算是后摩爾時代維持計算性能快速發展的關鍵潛在技術。硅基光電子互連可以賦能高要求的數字芯片陣列(如GPU、CPU和ASIC存儲芯片等)，改變高性能計算系統的整體架構，以實現高帶寬和高能效的通信。

在算力時代超大帶寬、低時延、靈活連接、低成本能耗等應用驅動下，硅光迎來發展機遇，其在通信和計算領域中的應用成為近年來討論的熱點。

目前我國十四五政策上來看，上海市明確提出發展光子芯片與器件，重點突破硅光子、光通訊器件、光子芯片等新一代光子器件的研發與應用，對光子器件模塊化技術、基于CMOS的硅光子工藝、芯片集成化技術、光電集成模塊封裝技術等方面的研究開展重點攻關。湖北省、重慶市、蘇州市等政府都把硅光芯片作為“十四五”期間的重點發展產業。

報告對我國硅基光電子市場的發展狀況、供需狀況、競爭格局、贏利水平、發展趨勢等進行了分析。報告重點分析了硅基光電子前十大企業的研發、產銷、戰略、經營狀況等，報告還對硅基光電子市場風險進行了預測。

想要了解更多硅基光電子行業詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2023-2028年中國硅基光電子行業發展現狀及趨勢預測報告》。