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分析光电子集成电路的发展路线
- 发布日期：2024-07-16 07:11 点击次数：85 光电子集成电路(光网卡集成电路(PIC))与传统的离散光电光处理方法相比，降低了复杂度，提高了可靠性，并能以较低的成本构建一个节点更多的全新网络结构。虽然目前仍处于初级发展阶段，但已经成为光学器件的主流发展趋势。石化单片集成发展迅速，硅基材料发展迅猛。产业发展模式多样化，产业链不断构建，新产品和应用进展也在不断推进。许多相关制造商集中度较低，中国的外汇储备相当薄弱。因此，加快通信底层核心技术的发展，提高国际竞争力是非常必要的。
首先，混合集成占主导地位，而整体集成显著上升。根据集成元件是否由相同材料制成，PIC可分为单片集成和混合集成。混合集成使用不同的材料来实现不同的器件，然后将这些不同的功能组件固定在统一的衬底上。混合集成的优势在于每个组件都由最合适的材料制成，并且具有更好的性能。然而，组件集成需要精确的位置调整和固定，这增加了封装的复杂性并限制了集成的规模。然而，单片集成是在单个衬底上实现各种预期功能，结构紧凑，可靠性强。然而，目前在实施方面仍然存在很大的技术困难。目前，混合集成(hybrid integration)是光电子集成电路的主要集成技术，占石化全球市场收入的主要部分，这种情况预计在未来几年还会继续。然而，作为行业长期目标的单片集成正以非常快的速度增长，预计2015年至2022年间复合年增长率将达到26.5%。二是制备材料丰富多样，硅基发展势头强劲。光电子集成电路由多种材料制成，包括铌酸锂、聚合物、光学玻璃、绝缘体上硅、二氧化硅/硅、氮氧化硅/二氧化硅和第三族化合物半导体。目前，磷化铟(InP)和SOI共同主导市场收入。InP的优势主要在于它能够将光电功能集成到光学系统芯片中。作为PIC制造平台，硅基可以提高集成光学的产业化水平，利用成熟、发达的半导体集成电路技术，在花了50年时间、在世界上投资数千亿美元的微电子芯片制造基础设施上，进行低成本大规模生产。虽然硅光子目前仍面临许多技术瓶颈，但在整个行业的向心力下，它们正被一个接一个地克服。该行业对硅光子的大规模商业应用也充满信心。特别是，数据中心的短期应用使得硅光子能够找到一个有用的地方。根据市场研究公司Yole Développements的一份报告，到2025年，数据中心和其他几个新应用将为硅光子技术市场带来数十亿美元。
第三，发展方式多样化，产业链不断构建。自2010年以来，光电子集成电路技术进入了快速发展时期。光电子集成电路技术主要有以下发展模式:一是由国家项目资助，如由美国国防部监管的“美国制造集成光子学研究所”(AIM Photonics)，以及由日本内阁府资助的研发组织“PECST”。第二是英特尔和IBM等信息技术巨头的巨额投资。第三，小型初创企业在早期依靠风险资本进入， 芯片采购平台在后期继续投资于大型企业的并购。这种模式已经成为一种重要的发展模式。最后，还有一些新兴的初创公司，如阿拉伯胶和四方公司。光电子集成电路技术产业仍在发展，产业链不断构建。目前，信息技术已经初步覆盖了前沿技术研究机构、设计工具提供商、器件芯片模块供应商、铸造厂、信息技术企业、系统设备供应商、用户等各个环节。然而，与集成电路相比，光电子集成电路供应链仍然落后，尤其是在软件和封装方面。第四，许多制造商的集中度低，美国制造商的规模优越。全球石化市场发展良好，2015年市场规模为2.7亿美元。预计从2018年到2024年，市场将继续以25.2%的复合年增长率增长，到2021年将超过10亿美元。全球石化市场高度分散，参与者众多。石化市场的领先公司包括菲尼斯尔(美国)、卢门图姆(美国)、英菲尼拉(美国)、西纳(美国)、新光电(美国)、英特尔(美国)、阿尔卡特朗讯(法国)、阿瓦哥(新加坡)和华为(中国)，其中美国制造商最大。总的来说，中国的光电子集成电路技术仍处于初级阶段。制约我国光电子集成电路技术发展的突出问题包括学科和研究分散、人才缺乏、系统架构研究设计不足、工艺设备研发力量薄弱、缺乏标准化和规范化的光电子集成电路技术工艺平台、芯片封装和测试分析技术落后。幸运的是，该行业仍在进行资产重组。今年，发生了两起重大并购。卢门图姆在3月份被收购后，克拉罗紧随其后。11月2日至6日收购菲尼斯尔。如果我们抓住机遇，推进布局，精心组织，注重投资，将为工业发展创造良好的机遇。
V.新产品和应用的进展持续推进除了传统的应用领域，光电子集成电路芯片技术还有许多重要的新兴分支，其中有代表性的集成微波光子芯片和高性能光子计算芯片。集成微波光子芯片主要实现光域射频信号的处理。它的功能可以覆盖无线系统的整个射频信号链。它具有更高的精度、更大的带宽、更强的灵活性和抗干扰能力，被认为是具有竞争力的下一代无线技术平台。目前，俄罗斯约有850家公司参与微波光子学的研发。欧盟也在联合开发一种新的全光子28千兆赫毫米波mMIMO收发器芯片。光子计算被认为是突破摩尔定律的有效途径之一，具有固有的高维并行计算特性。2016年，麻省理工学院提出了用光子代替电子作为计算芯片架构的理论。2017年，英国公司0ptalysys发布了第一代高性能台式超级光子计算机。除了传统的高性能计算，光子芯片也将成为未来人工智能计算的硬件架构和未来量子计算的候选方案之一。综上所述，光子晶体仍然处于初级发展阶段，但它不可避免地会成为光学器件的主流发展趋势，近年来的发展速度也是众所周知的。随着基础材料制备、器件结构设计、核心制作工艺等关键核心技术的突破，加上工业需求的急剧上升，特别是光互连、超100 Gbit/s高速传输系统、小尺寸、低功耗、低成本的FTTH接入终端的强劲驱动，PIC将在未来几年迎来更快的发展。集成水平和大规模生产能力将逐步提高，成本将继续下降，产业链将进一步完善，光器件、系统设备甚至网络和应用将引发重大变革。亿配芯城 - 电子元器件网上商城，提供上1400万种电子元器件采购、集成电路价格查询及交易，集成芯片查询，保证原厂正品，是国内专业的电子元器件采购平台，ic网,电子市场网,集成芯片,电子集成电路,ic技术资料下载,电子IC芯片批发,ic交易网,电子采购网,电子元器件商城,电子元器件交易,中国电子元器件网,电子元器件采购平台,亿配芯城
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