热门关键词：
不同于电子芯片以电流为信息载体，光子芯片以光波为信息载体，能实现低功耗、高带宽、低时延的效果。不过，现阶段的光子芯片受限于材料和技术，面临效率较低、功能单一、成本较高等挑战。
随着集成电路的不断发展，传统的电子集成电路在带宽与能耗等方面逐渐接近极限。随着电子电路集成度的不断提高，金属导线变得越来越细，导线之间的间距不断缩小，这一方面使得导线的电阻和其欧姆损耗不断增大，使得系统能耗不断增加；另一方面会造成金属导线间的电容增大，引起导线之间的串扰加大，进而影响芯片的高频性能。
电子集成芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成电路或电互联技术，光子集成电路与光互连展现出了更低的传输损耗 、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。 此外，光互连还可以通过使用多种复用方式（例如波分复用WDM、模分互用MDM等）来提高传输媒质内的通信容量。 因此，建立在集成光路基础上的片上光互连被认为是一种极具潜力的技术用以克服电子传输所带来的瓶颈问题。
美国计算机芯片巨头英特尔公司日前宣布，该公司与美国加州大学圣芭芭拉分校（UCSB）的研究人员日前成功研发出了世界上首个采用标准硅工艺制造的电力混合硅激光器，这标志着用于未来计算机和数据中心的低成本、高带宽硅光子学设备产业化的最后障碍之一被解决。
带来照明革命的LED芯片在大连光产业园正式投产。从此，我国将拥有“大连制造”的LED芯片。
中国最新一代“光芯”——路美芯片在有“北方明珠”美称的大连问世，从而实现了中国高品位半导体发光芯片的规模化生产零的突破，大连将会因此成为中国乃至世界著名的芯片制造中心和中国半导体照明工程的重要基地。
光子芯片运用的是半导体发光技术，发光现象属半导体中的直接发光。光子芯片产品将完全改变人们对现有的各种各样“灯”的概念，这种全新意义的照明将逐步替代白炽灯和荧光灯，让灯泡、灯管、钨丝等名词逐渐消失，这将给人类照明史带来继爱迪生发明电灯之后的又一次革命。全球的耗电量为三千亿度，如果改用光子芯片照明，每年将省电两千七百亿度，并降低污染，因此有人将这种照明称为“绿色节能照明”。
代表着世界光子芯片前沿产业动态和国际先进水平的“路美芯片”之所以能够出现在大连，是由于在城市建设亮化方面一直走在国内前列的大连市及时果断地跟踪国际光电子产业发展前沿，并积极配合国家科技部紧急启动的“国家半导体照明工程”战略决策，结合大连路明集团在发光材料方面的技术优势、产业基础和市场体系，审时度势于设立了“大连光产业园”，将半导体照明产业确定为其主导产业并制定了详实的产业发展规划，决心承担国家半导体照明基地的建设，并于九月投资一点五亿美元成立了大连路美芯片科技有限公司。
经过半年的努力，首期一座两万平米的现代化厂房拔地而起，“路美芯片”在大连光产业园正式投产，其半导体发光芯片及器件封装技术和产业化程度在国内居于首位、全球排名第四。该项目填补了国家蓝绿发光二极管产业化空白，计划在一年内达到年产超亮蓝绿光二极管芯片六亿只的生产能力，从而推动中国整个半导体照明产业快速发展，“中国光芯”开始在“北方明珠”大连大放光华。
令路美芯片在世界发光材料行业称王的，是其发明的蓄光、发光材料及应用技术，并拥有国内外60多项专利。这系列技术已扶持起国内外的300多家企业，每年创造出十几亿元的产值。而路明的主打产品--光子芯片，只是一块针尖大小的薄片，通上电源即可发出明亮的各色光芒。这种高新技术产品采用了光子芯片和路明的发光材料技术，如用作光源，同样亮度的光子芯片的耗电量仅为普通白帜灯的1/10，而寿命则可延长100倍。全球每年的耗电总量为3000亿度，如改用光子芯片照明，每年将省电2700亿度，并降低污染。
大连市政府十分重视及支持光电子产业的建设，已有30多家企业与光产业园达成了合作意向，一部分将用在园区内破土动工。 据测算，一元钱的光子芯片可以创造出30元至50元的产值，而其他与光子芯片及相关技术沾光的上、下游产业也将集合起来，形成一个市场潜力巨大的“光谷”。
光子芯片采用光波（电磁波）来作为信息传输或数据运算的载体，一般依托于集成光学或硅基光电子学中介质光波导来传输导模光信号，将光信号和电信号的调制、传输、解调等集成在同一块衬底或芯片上。
早在1969年， 美国的贝尔实验室 （Bell Labs）就已经提出了集成光学的概念。近年来随着技术的发展，包括硅、氮化硅、磷化铟、III-V族化合物、铌酸锂、聚合物等多种材料体系已被用于研发单片集成或混合集成的光子芯片。
光子学与电子学的混合集成一直是提高光子芯片中光电子集成器件的速度和带宽的关键，可通过多种方法实现Tbps或更高的信息传输速率。美国英特尔公司于2006宣布，该公司与美国加州大学圣芭芭拉分校（UCSB）的研究人员已成功研发出了世界上首个采用标准硅工艺制造的电力混合硅激光器，这标志着用于未来计算机和数据中心的低成本、高带宽硅光子学设备产业化的障碍之一被解决。
美国加州大学伯克利分校（UC Berkeley）于2015年报道了利用光进行数据传输的第一个在硅基片上集成的光电子系统，利用光信号进行数据的搬运和传输。2018年，美国麻省理工学院（MIT）的研究团队也报道了将光波导、微环谐振腔光调制器等约850个光子器件和约7000万个个晶体管等电子器件集成在了同一个光电子系统中的工作。2021年，来自加拿大和美国的团队也报道了可编程的多光子量子芯片。
现阶段的光子集成电路仍然存在器件尺寸较大、效率较低、功能单一等挑战，其原因在于传统光波导在结构和材料等方面仍存在局限性 [9]。2016年，来自以色列的研究团队通过在波导内添加刻槽结构引入额外相位，补偿不同模式间的传输相位差，实现了集成化的模式转换器。2017年，美国哥伦比亚大学的学者利用集成了梯度超表面的超构波导实现了氮化硅波导的非对称传播。2020年，美国宾夕法尼亚州立大学的研究团队通过将超表面制作硅波导上，实现了具有平面外光束偏转和聚焦功能的片上集成光器件。同年，来自中国清华大学和美国麻省理工学院的研究团队利用超构波导平台，实现了多功能的集成化波导耦合器、波长与偏振解复用器、片上涡旋光束发射器等集成光器件设计。截至2021年，来自北京大学和清华大学的研究团队也分别综述了微纳结构集成光芯片的研究进展。华中科技大学和浙江大学的研究学者也报道了关于片上可重构模式转换器和集成化硅波导通信器件的研究。
高速数据处理和传输构成了现代计算系统的两大支柱，而光子芯片将信息和传输和计算提供一个重要的连接平台，可以大幅降低信息连接所需的成本、复杂性和功率损耗。随着硅基光电子学和半导体加工技术的不断发展，光子和电子混合集成的光电子芯片还可以进一步的提升器件性能并降低成本，以满足不断增长的高带宽互连的需要。
美国加州理工学院和英国南安普顿大学的工程师合作设计了一种与光子芯片（利用光传输数据）集成的电子芯片，创造了一种能以超高速传输信息同时产生最少热量的紧密结合的最终产品。
2024年5月，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员欧欣领衔的团队在该领域取得突破性进展，他们开发出钽酸锂异质集成晶圆，并成功用其制作高性能光子芯片。该成果5月8日发表于国际学术期刊《自然》。欧欣团队与瑞士洛桑联邦理工学院托比亚斯·基彭贝格(Tobias Kippenberg)团队进一步开发了超低损耗钽酸锂光子芯片微纳加工方法。同时，基于钽酸锂光子芯片，团队首次在X切型电光平台中成功产生了孤子光学频率梳，结合其电光可调谐性质，有望在激光雷达、精密测量等方面实现应用。
