港媒：或将扫清芯片技术障碍，中国科学家在硅光子学取得突破

近年来，在全球科技竞赛的浪潮中，中美之间的科技对抗日益激烈。 这种对抗始于美国对中国科技崛起的担忧。

从2018年开始，美国通过一系列出口管制和技术封锁措施，试图限制中国在高科技领域的发展，尤其是半导体产业。 而半导体产业无疑是这场竞争的核心战场之一。

美国不断加大对中国芯片产业的出口限制，尤其是先进光刻机等设备的封锁，试图将中国遏制在传统芯片制造的技术瓶颈之内。

以2019年为例，荷兰ASML公司在美国压力下停止向中国出口极紫外（EUV）光刻机，这些设备是制造先进芯片的关键，使得中国在高端芯片的制造能力上受到了显著影响。

根据行业数据显示，2020年至2022年，中国在半导体设备进口方面的增长幅度大幅下降，凸显了美国出口管制的深远影响。

然而，

硅光子技术的突破

据武汉光电国家研究中心（JFS实验室）最近发布的公告，该实验室成功将激光光源集成至硅基芯片，实现了国内首次这一突破性成就。

人民日报将其称为“中国光电子技术少有的空白之一的填补”。

这项里程碑式的突破不仅证明了中国在光电子研究领域的持续努力，也为未来芯片的发展指明了一个全新方向。

所谓硅光子技术，是利用光信号代替电信号在芯片之间进行传输的技术。

当前的传统芯片传输速度已接近物理极限，而光信号在传输速度和能效方面有明显优势，因此硅光子技术被认为是解决目前技术瓶颈的一条途径。

JFS实验室的这一成就无疑使中国在这一前沿技术领域迈出了关键一步，为实现芯片设计自主可控铺平了道路。

硅光子技术的一个显著优势在于它可以在国内利用相对成熟的原材料和设备进行生产，而不需要依赖于高端极紫外（EUV）光刻机。

EUV光刻机是制造先进芯片的关键设备，而中国由于受到以荷兰ASML公司为首的技术封锁，一直难以获得这些设备，导致在传统芯片制造方面受制于人。

然而，硅光子芯片的生产则可以规避这一点，完全脱离对EUV设备的依赖。

硅光子技术的另一大吸引力在于其广阔的应用前景。

世界顶级的芯片制造公司如台积电，以及芯片设计巨头英伟达、英特尔等，都在硅光子技术领域投入了大量资源，以图在人工智能、大数据和图像处理等领域获得突破。

这种技术被普遍认为将会引领芯片设计的未来。

对于中国来说，在中美科技竞争日益激烈的背景下，硅光子技术更是打开了一扇重要的窗口。

在美国实施芯片出口管制后，中国在高端芯片设计和制造方面受到了严重的限制，但与此同时，也在激励中国转向包括硅光子在内的新兴技术，力求在下一代半导体领域取得突破。

硅光子技术的发展意味着中国可以在一些领域率先实现自主创新，减少对海外关键技术的依赖。

例如，硅光子芯片的高效能传输特点，使其在人工智能、量子计算、5G通信等领域有着广泛的应用潜力。

这不仅仅是一项技术突破，更是一个战略性的机会。

通过不断研发，硅光子技术将会为未来高性能计算、低延迟通信和更低的能耗提供全新的解决方案，为中国在未来数字经济中的竞争力奠定基础。

中国硅光子的未来之路

JFS实验室的成功并非偶然。

这一实验室于2021年由中国政府投入82亿元人民币成立，目标就是要在光电子领域取得技术突破。

随着这项硅光子技术突破的公布，可以看到中国在技术自主创新方面迈出了坚定的一步。

这项成就不仅证明了国家在科研上的持续投入和支持，也表明了中国科学家在攻克技术难题上的卓越能力。

然而，科研突破到实际市场化的过程并不容易。

虽然硅光子技术被视为未来芯片设计的关键，但如何将科学实验室的技术成果真正转化为能够大规模商用的产品仍然是一个巨大的挑战。

全球范围内，包括台积电在内的多家顶级企业都在努力推进硅光子芯片的商用化，而中国在这一领域同样面临巨大考验。

如何将这种突破应用到人工智能、5G通信等领域，并实现与其他国家的竞争，是未来必须面对的课题。

此外，中国需要建立一个完善的产业链来支撑硅光子芯片的大规模生产。

这不仅包括研发过程中的持续创新投入，还需要政府在政策上的扶持，以及企业在市场化应用中的推动作用。

从实验室中的概念产品到真正投入使用的商用芯片，需要经过无数次的测试、改进和验证。

硅光子芯片的复杂制造工艺和高要求也意味着企业需要具备高度的技术能力和充足的资金支持。

与此同时，国际竞争也在不断加剧。

美国、日本和欧洲各国在硅光子技术领域同样投入巨大，试图在这一新兴领域占据主导地位。

中国要想在这一竞争中后来居上，必须加快科研成果的产业化进程，并加强与其他国家的技术合作和人才交流。

这些都是实现硅光子技术商业化应用的重要步骤。

有观察者指出，硅光子技术可能成为中美科技竞争中的一个新前沿。

硅光子技术的发展，正是这种背景下的典型例子。

美国智库CSIS在一月份发布的一份报告中就提到，美国的出口管制措施可能在无意间推动中国投入更多资源到硅光子等下一代半导体技术中。

硅光子不仅为中国提供了一条不同于传统芯片的技术路径，还使得中国能够避开一些关键的技术卡点，实现芯片领域的“曲线救国”。

硅光子芯片在能效和数据传输上的优势，使其有望成为未来高性能计算和人工智能技术的重要基础。

而随着更多科研机构和企业加入到硅光子技术的研发中，中国有望在这一新兴技术领域取得领先地位，并在未来实现对美国的技术追赶乃至超越。

在实现技术突破的同时，中国还需要注重国际合作与开放创新。

虽然目前中美之间的科技竞争非常激烈，但科技的发展并非是一个孤立的过程。

中国可以通过与其他国家的科研机构和企业合作，共享知识和技术，从而加快硅光子技术的进步。

这不仅有助于技术的快速发展，也能为中国在国际半导体市场中赢得更多的影响力。

稍作小结

硅光子技术的突破对中国半导体产业来说无疑是一个重要的里程碑。

在美国对华出口管制日益严格的背景下，如何在科技领域取得自主创新能力，是摆在中国面前的一大挑战。

而硅光子技术的成功，不仅是中国在光电子技术领域的一次跃进，也是对美国科技封锁的有力回击。

尽管硅光子技术距离大规模商用化仍有一段路要走，但这一突破已经为未来打下了坚实基础。

只要继续在科研、资金和政策方面给予足够支持，相信硅光子将成为中国在下一代芯片技术领域的关键砝码。

未来，我们有理由期待，中国不仅能在传统半导体领域逐步摆脱对外依赖，还能够在新兴技术领域取得先机，重新定义全球半导体产业的格局。

硅光子的未来之路，注定是一条充满挑战和机遇的道路。

中国是否能后来居上，成为这一技术的全球领导者，取决于科研创新、政策支持和产业化推进的合力。

在这个充满变数的过程中，中国需要坚定信心，稳步前行，克服各种困难与挑战。

让我们拭目以待，见证这一技术如何改变未来的芯片产业格局，以及中国如何在这场科技竞赛中脱颖而出。

硅光子芯片让“量子罗盘”更小更精确

原标题：硅光子芯片让“量子罗盘”更小更精确

科技日报北京8月14日电 （记者张佳欣）美国桑迪亚国家实验室研究人员利用硅光子微芯片组件，执行了一种名为原子干涉的量子传感技术。这是一种测量加速度的超高精度方法，也是研发无需全球定位系统（GPS）信号也能进行导航的“量子罗盘”最新成果。研究论文发表在最新一期《科学进展》上。

智能手机、健身追踪器或虚拟现实设备内部都有微小的传感器用于追踪位置和移动。同样技术的“升级”版本，大小和一个柚子相当，精度要高出千倍，它们借助GPS帮助有更高需求的领域进行导航。随着技术的进步，这种高精度传感器的体积和技术成本正在大幅缩减。

新的高性能硅光子调制器是一款在微芯片上控制光的设备。每个原子干涉仪都需要一个激光系统，而激光系统又需要调制器。

通常，作为传感器系统的原子干涉仪需要占据一个小房间。而一个完整的“量子罗盘”（量子惯性测量单元）则需要6个原子干涉仪。团队成功用一颗牛油果大小的真空室取代了大型耗电真空泵，并将多个部件整合成一个单一的刚性装置。

新调制器是微芯片上激光系统的核心。它能够承受强烈的振动，并将取代通常大小如冰箱的传统激光系统。激光器在原子干涉仪中执行多项任务。团队则使用了4个调制器来改变单个激光器的频率，以执行不同的功能。

调制器经常会产生不需要的回声，即边带，这需要进行抑制。团队的抑制载波单边带调制器将这些边带降低了前所未有的47.8分贝，从而使边带强度降低至原来的近十万分之一。

成本此前是部署量子导航设备的主要障碍。现在，团队可以在一块8英寸的晶圆上制造数百个调制器。将庞大且昂贵的组件微缩成硅光子芯片有助于降低成本。

来源： 科技日报

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