【讯石观察】从第五届硅基光电子（硅光）创新论坛看国内高校硅光科研新动向

  ICC讯 8月15日，第五届硅基光电子（硅光）创新论坛在广州知识城召开，本次论坛以 “光电融合，智算未来” 为核心主题。当前 AI 算力高速扩张，大模型训练与推理带来海量的数据交互需求，传统铜互连受带宽、功耗、距离三重物理约束已经接近性能天花板，硅光凭借CMOS工艺兼容、高集成度、低功耗的特性，成为算力网络、6G通信的核心底层技术。国内产业端正在加速布局8英寸、12英寸硅光量产产线，粤芯、张江实验室等平台持续扩充流片能力，面向 400G/800G/1.6T可插拔光模块、LPO/NPO/CPO共封装开展产品落地。

  但产业实际推进过程中，异质集成工艺、高性能有源器件、光电协同设计、先进封装、标准化PDK等底层关键技术仍然存在短板，部分核心方案依旧依赖海外技术积累。在此产业背景之下，高校科研机构承担起源头创新的角色，论坛大量高校报告集中展示国内硅光基础研究与原型芯片的最新成果，同时也暴露出科研与产业化之间亟待弥合的现实鸿沟。

  在算力光互联这一主赛道，国内高校科研重点瞄准硅光最核心的痛点：硅基本身不具备发光能力，必须依靠异质集成引入III-V 族、铌酸锂等材料实现有源功能。中山大学王瑞军团队围绕 12 英寸大晶圆硅光异质集成开展攻关，开发低温直接键合工艺，缓解不同材料之间晶格失配、热膨胀不匹配难题，实现 III-V 族材料晶圆级高良率键合，研制出性能指标对标国际水平的 FP、DFB 激光器原型，适配国内12英寸硅光制造平台的发展趋势。北京大学王兴军团队面向6G与算力通信，打造硅基片上光电融合架构，融合薄膜铌酸锂调制器、InP 探测器，实现 0.5-115GHz 超宽带覆盖，完成256Gbaud无DSP高速传输与太赫兹无线通信原型验证。中国科学院半导体研究所杨华团队深耕微转印（MTP）异质集成技术，不同于传统键合方案，微转印可以批量拾取、转移微型光电器件，完成 III-V 族激光器、薄膜铌酸锂调制器、高速 UTC-PD 探测器与硅基平台的异构融合，为大规模多材料集成提供新的技术路线，同时该技术也面临对准精度、界面热管理、规模化良率等现实工程挑战。

  除服务数据中心高速光模块这一传统场景，国内高校正在主动拓宽硅光技术的应用疆域，挖掘算力之外的第二增长曲线。上海交通大学郭旭涵团队聚焦集成光计算，针对电子 AI 芯片算力增长跟不上大模型需求的矛盾，开展张量矩阵光运算、鲁棒光调控范式研究，研制光子脉冲神经网络芯片，实现 GHz 级脉冲处理速率，面向机器视觉、自动驾驶边缘计算场景，探索用光计算突破电子芯片算力功耗墙。天津大学程振洲团队开拓硅光气体传感方向，设计悬空纳米薄膜硅波导增强光与气体物质相互作用，结合二维 TMD 材料波导集成光电探测器，构建片上气体传感系统，面向工业环境监测、泄漏检测等物联网场景，推动硅光从通信走向感知。哈尔滨工业大学（深圳）徐科团队探索硅基衍射型超构表面，将超构表面与硅光芯片融合，在片上微型光谱仪、光学图像加密、片上光学信号处理等方向开展原型验证，拓展硅光在信息安全、精密测量领域的应用潜力。这些新方向跳出光模块的红海市场，为硅光产业开辟新的想象空间，但多数仍处于实验室验证阶段。

  透过本次论坛的高校报告，能够清晰看见国内硅光科研取得长足进步，但 “实验室性能” 与 “工业量产” 之间存在显著断层，这也是当前行业普遍需要正视的问题。一方面，高校的优势在于创新自由度高，擅长提出新架构、新材料、新原理，可以产出性能亮眼的原型芯片；但高校研究大多追求器件最优性能，对量产良率、长期可靠性、成本管控、工艺兼容性考量不足。很多异质集成新技术在实验室小片实验可以实现优异指标，放大到整片 8/12 英寸晶圆之后，均匀性、缺陷管控会出现大量问题。另一方面，产学研之间存在接口缺失。很多高校成果缺少适配国内产线的 PDK，器件 IP 没有完成工程化打磨；产业端制造平台遇到的实际工艺难题，也未能充分反向输入高校课题设计，造成科研选题和产业真实需求存在一定错位。同时，光电封装、测试等配套环节的短板，也限制原型器件走向产品化。

  整体来看，第五届硅光论坛呈现出一个明确趋势：国内高校硅光研究已经告别单一器件参数优化，转向 “材料-器件-芯片-系统-多场景应用” 的体系化科研模式。既有面向算力光互联的硬核工艺攻关，也布局光计算、片上传感等未来赛道。但科研价值的最终释放，离不开深度的产学研协同。未来，需要建立常态化对接机制，将产线实际工程问题导入高校研究课题，推动高校原型器件转化为标准化、可复用的工艺 IP，打通从论文原型到商用产品的转化链路，才能真正将国内硅光的科研优势，转化为产业竞争实力。