?隨著硅芯片越來越逼近物理和經(jīng)濟成本上的極限,摩爾定律面臨失效危機,集成電路發(fā)展悄然進入“后摩爾時代”。

摩爾定律面臨失效危機,以光子技術(shù)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新應(yīng)用開始在多領(lǐng)域展示全新的價值,圍繞光子產(chǎn)業(yè)的投資掀起一股熱潮。

作為電子學(xué)之后的新興科學(xué),光子技術(shù)在醫(yī)療、化工、能源、航空航天、國防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,光子技術(shù)正迎來新一輪爆發(fā)時機,或擎起第四次工業(yè)革命大旗。

近年來,光子學(xué)和光子產(chǎn)業(yè)掀起了一股熱潮。例如,光通信和互連技術(shù)在高速寬帶網(wǎng)絡(luò)、高性能計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮了引領(lǐng)作用。

通信數(shù)據(jù)的快速增長對光電器件提出了更高的要求,推動著業(yè)界發(fā)展光子集成和光子芯片技術(shù)。

從傳統(tǒng)到新興,產(chǎn)業(yè)不斷升級

目前,整個IT產(chǎn)業(yè)正處在“從電到光”的轉(zhuǎn)換過程,現(xiàn)在正是集成光路發(fā)展的最佳時間點。

誰能率先在光芯片技術(shù)上實現(xiàn)突破,誰就能搶占光通信產(chǎn)業(yè)鏈的制高點。

面對洶涌而至的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,光子也成為中國實現(xiàn)未來技術(shù)超越和產(chǎn)業(yè)變革的重要抓手。

目前光子技術(shù)已經(jīng)覆蓋了信息產(chǎn)生、獲取、傳輸、交換與處理等各個環(huán)節(jié),并通過深度融合產(chǎn)生出智能駕駛、智能機器人、新一代通信等新的應(yīng)用領(lǐng)域,呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展態(tài)勢。

光子產(chǎn)業(yè)最重要的市場是消費與國防,但是更進一步的光子技術(shù)還包括先進制造、新能源等新興戰(zhàn)略行業(yè),所以也有著非常大的社會效應(yīng)。

萬物互聯(lián)是人工智能的基礎(chǔ)設(shè)施,5G是萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施,光電芯片是5G和萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施。

而光子產(chǎn)業(yè)未來市場前景增勢顯著:

①光子產(chǎn)業(yè)直接規(guī)模非常大,到2020年將會達(dá)到3200億美元,就是盤子大。

②光子產(chǎn)業(yè)增長速率非常高,達(dá)到7%以上。

③光子產(chǎn)業(yè)杠桿效益非常大,它能夠驅(qū)動超過2．6萬億美元產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

這意味著,這個時代下,投資光電芯片即是投資人工智能基礎(chǔ)設(shè)施,回報率自然也將迎高點。

當(dāng)下,光子技術(shù)運用多在多媒體和智能終端、超級計算、軍事安全等領(lǐng)域。

未來,隨著光子技術(shù)的成熟,芯片封裝成本的進一步降低,光子芯片將從服務(wù)器、大型數(shù)據(jù)中心、超級電腦等大型設(shè)備進入機器人、PC、手機等小型移動設(shè)備。

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光子芯片將爆發(fā)巨大潛能

伴隨云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能時代的來臨,對信息處理速度和帶寬的要求越來越高,光子作為信息載體可以指數(shù)倍提升信息傳輸速度及傳輸帶寬。

可以預(yù)見,光子取代電子的趨勢,光電子芯片極有可能成為未來整個信息產(chǎn)業(yè)的基石,是中國芯片發(fā)展必須力爭的新賽道。

相對于電子驅(qū)動的集成電路,光子芯片有超高速率,超低功耗等特點,利用光信號進行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計算、存儲和顯示的光子芯片,具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。

高技術(shù)壁壘決定高產(chǎn)業(yè)回報

光電子技術(shù)中所涉及的材料種類繁多,通過簡單模型的疊加難以實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)集成。因此,光電子技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化難度更大,光子集成技術(shù)的門檻也更高。

這種高技術(shù)壁壘也預(yù)示著,光子集成技術(shù)一旦取得突破實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展,將帶來指數(shù)型增長的高產(chǎn)業(yè)回報。

市場研究公司MarketsandMarkets預(yù)計,到2023年,全球光子學(xué)市場的規(guī)模將從2017年的5200億美元增長到2023年的7804億美元,復(fù)合年增長率為7．0%。

基于光子技術(shù)的產(chǎn)品包括光芯片、光器件、光模塊以及垂直集成的子系統(tǒng)。

用于光子集成的關(guān)鍵技術(shù)既有上游的基礎(chǔ)材料、芯片設(shè)計制造技術(shù),也有封裝測試技術(shù)以及系統(tǒng)集成能力。

光子技術(shù)不僅是光通信設(shè)備、數(shù)據(jù)通信設(shè)備、無線通信設(shè)備、數(shù)據(jù)中心、超級計算、物聯(lián)傳感、人工智能等的關(guān)鍵基礎(chǔ),同時,它也廣泛應(yīng)用于智能手機、平板、可穿戴設(shè)備等消費電子領(lǐng)域中。

最近,華為公開了一項光芯片的發(fā)明專利,這意味著,國內(nèi)將有可能擺脫光刻機的限制,在芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。

面對美國的限制,華為押寶光學(xué)芯片,這可以說是步險棋,但是華為成功了,在光子芯片領(lǐng)域,華為走到了行業(yè)前列。

最近,華為又公開了新的專利,這次的專利是在光子芯片領(lǐng)域,包括基板、包層等而且還有光學(xué)芯片的生產(chǎn)方法。

目前,在傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域,3nm、2nm制程工藝也都在研發(fā),制程工藝不僅接近物理極限,而且制造難度、設(shè)計成本也都呈指數(shù)級增長趨勢,所增加的成本很難被市場消耗,所以商業(yè)芯片領(lǐng)域或許將迎來一個新時代。

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技術(shù)前景帶動產(chǎn)業(yè)投資

光子技術(shù)帶來的超預(yù)期產(chǎn)業(yè)效果不僅吸引了業(yè)內(nèi)廠商,同時也激發(fā)了產(chǎn)業(yè)資本的極大興趣。

同時,國家對光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)政策也明確給出了發(fā)展目標(biāo):中國光電子器件發(fā)展五年路線圖(2018-2022)顯示,2022年中低端光電子芯片國產(chǎn)化率要超過60%,高端光電子芯片的國產(chǎn)化率突破20%;

2022年國內(nèi)企業(yè)占據(jù)全球光通信器件市場份額的30%以上,有1家企業(yè)進入全球前3名。

政策加持下,資本與企業(yè)紛紛搶攻這一領(lǐng)域。蘋果、華為、英特爾、思科、IBM等國際巨頭紛紛布局光芯片,國內(nèi)市場也培育出了一批在細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的光芯片/光器件供應(yīng)商。

目前,奇芯光電、源杰半導(dǎo)體、鯤游光電、魯汶儀器、曦智科技、阿達(dá)智能、橙科微電子、銳思智芯、芯聲智能、本源量子、洛微科技、賽富樂斯等在內(nèi)的90余家半導(dǎo)體企業(yè)正在參與其中的各個環(huán)節(jié)。

面臨光子時代的技術(shù)挑戰(zhàn)

在芯片行業(yè),中國的整體水平暫時落后于人。

而在諸如光學(xué)傳感、生物光子和消費光子等新興領(lǐng)域,中國與歐美日韓等發(fā)達(dá)國家差距較小,呈現(xiàn)出群雄逐鹿的態(tài)勢。

因此,光子時代的到來,對中國來說是一個非常重要的機遇。

所以中國必須要攻克的就是以核心芯片為代表的核心技術(shù),這是中國必須解決的問題。

在光電領(lǐng)域也是如此,中國本土也具備了較為完整的設(shè)備和模組產(chǎn)業(yè)鏈,但是上游的光電芯片主要依賴進口,國產(chǎn)替代前景廣闊。

對于芯片領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)來說,“投入大、成長慢、風(fēng)險高、體量不足”等情況是困擾其早期融資的主要問題,讓眾多投資者望而卻步。

但芯片是新興技術(shù)的重要基礎(chǔ),包括物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、自動駕駛在內(nèi)的眾多產(chǎn)業(yè)都是以芯片為核心的,芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就顯得尤為關(guān)鍵。