30年前中国研发的VCD，遭国外联合消灭，今芯片之战又故技重施

从VCD到芯片：自主创新的漫漫征程

昔日辉煌与没落：VCD的中国故事

还记得小时候家里的那台VCD机吗？闪烁的屏幕，播放着《猫和老鼠》、《哆啦A梦》，承载了多少童年回忆。VCD曾风靡全国，几乎家家户户都以拥有一台为荣。它以低廉的价格和便捷的操作，迅速取代了昂贵的录像机，让普通家庭也能轻松享受视听娱乐。这股热潮来得快去得也快，短短几年，VCD就逐渐淡出了人们的视野。究竟是什么原因导致了VCD的衰落？

技术壁垒与专利陷阱：VCD败走麦城

VCD的兴衰史，实际上是一部缺乏核心技术和自主知识产权的辛酸史。尽管VCD由中国人发明，但其核心技术，如CD技术和视频编码标准，都掌握在外国公司手中。这使得国内VCD厂商只能进行低水平的模仿和价格竞争，缺乏技术创新的动力和能力。与此国外厂商在VCD的基础上迅速推出了性能更优、成本更低的DVD，对VCD市场形成了碾压之势。由于缺乏专利保护，国内VCD产业无力抵挡DVD的冲击，最终走向衰落。

DVD的昙花一现：专利费的沉重枷锁

DVD虽然取代了VCD，但也未能逃脱被国外巨头控制的命运。DVD的核心专利掌握在六家外国公司手中，每台DVD都需要缴纳高昂的专利费。这使得中国DVD厂商，即使占据了全球90%的产量，也大部分利润被专利费吞噬。高昂的专利费最终拖垮了DVD产业，使其重蹈VCD的覆辙。

芯片之战：历史的重演？

如今，芯片产业的竞争与当年的VCD、DVD之争何其相似！芯片作为现代科技的核心，其重要性不言而喻。中国芯片产业起步较晚，核心技术长期被美国等西方国家垄断。这种依赖性不仅制约了中国科技产业的发展，也带来了潜在的安全风险。试想，如果关键领域的设备，如军事装备、航空航天设备等，都依赖于外国芯片，一旦出现断供或恶意操控，后果不堪设想。

自主创新：突破封锁的唯一出路

从VCD到DVD再到芯片，这些案例深刻地警示我们：核心技术是买不来的，只有依靠自主创新才能真正掌握自己的命运。近年来，中国加大了对芯片产业的投入，涌现出一批像华为这样的科技企业，在芯片设计、制造等领域取得了突破性进展。例如，华为自主研发的麒麟芯片，在性能上已经可以与国际先进水平媲美。中国自主研发的龙芯芯片，采用了自主指令集架构，打破了国外技术垄断，并在多个关键领域得到应用。

道阻且长：自主创新的挑战与机遇

尽管中国芯片产业取得了长足进步，但与西方发达国家相比，仍存在一定差距。芯片制造是一个复杂的系统工程，需要在材料、设备、工艺等多个环节实现突破。人才培养、知识产权保护等也是制约中国芯片产业发展的关键因素。挑战与机遇并存。中国拥有庞大的市场需求和完整的产业链，这为芯片产业的发展提供了坚实的基础。

未来展望：构建自主可控的科技生态

芯片之战不仅关乎经济发展，更关乎国家安全和民族复兴。中国必须坚定不移地走自主创新之路，构建自主可控的科技生态。这需要政府、企业、科研机构等多方协同努力，加大研发投入，培养高端人才，加强知识产权保护，营造良好的创新环境。也要加强国际合作，学习借鉴先进经验，共同推动全球科技进步。

那么最后小编想问：从VCD到芯片，中国科技的自主创新之路任重道远，你认为中国该如何才能在未来的科技竞争中立于不败之地？对此，你怎么看？

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什么是光子芯片？

大家好，我是小二哥，教你造芯片。

1. 人类现代文明离不开计算机与芯片，而它们又依托于运算、存储和通信这三类底层技术，其中不少可以用光来实现。

2. 比如光存储的代表 DVD、光盘利用红外激光反射存取数据，但如今已快成为时代的眼泪。很多一零后可能都不知道曾经五元一张的盗版光盘带来过多少“白嫖”的快乐。

3. 光通信则依然常见，像家里的网络光纤就是利用光在玻璃管内全反射实现信号传导。与电信号相比，光具有频率快、损耗低、性价比高等优点，遵循香农定律。

4. 然而，目前重要的数据运算仍需用电信号处理。因为电子芯片的基本组成单位晶体管需用电驱动和控制，这就导致不论光纤速度多快，数据传到本地都得进行光电转换，带来额外功耗与延迟。

5. 当前芯片算力发展迟缓，摩尔定律已停止，原因之一就是电子晶体管做小后会出现量子隧穿效应，漏电流无法管控。若能以光子芯片代替电子芯片，用光路代替电路，用激光电源代替功率电源，以全光形式存储、传递和处理数据，既能省去光电转换，又可能利用光子特性突破算力瓶颈。

6. 例如，2017 年，MIT 的沈逸晨博士的论文就展示了光子计算并行性高的优势，适合做矩阵乘法跑 A。但当时光子芯片还年轻，应用领域窄且制造成本高。不久前，中科院上海微系统所研究团队开发出硅基碳酸锂光子芯片量产技术并在《Nature》发表成果，让光子芯片迈出实质性一步。

7. 芯片由电子晶体管和导电铜线构成，光子芯片则要有光子晶体管和导光波导。波导如光纤是光的传播媒介，电子晶体管是三级结构，两端源极输入输出，中间有控制用的栅极。光子晶体管则应能用光源输出明或暗的光学信号，对应逻辑运算的“1”和“o”。

8. 目前光子芯片基本器件常用马赫、曾德尔调制器，这是一种用光驱动、用电控制的电光混合器件。其工作原理是光源的光进入后分成两束在等长波导中传播，最后会合为一束光。若要操作光，可利用光的干涉。在双缝实验中，两束光波会因光程不同叠加成明暗不同的光纹。光程是光通过的物理距离乘以光传播介质波导的折射率。在 MZM 中，两条波导折射率相同长度一致，理论上光输入输出应一样。

9. 但光子芯片材料特殊，其折射率会随外界温度或外接电场改变，给其中一路波导连上金属电极通电、加温或上电改变折射率，进而改变光程，实现用电控制光程差，输出明暗不同的光表示“1”和“0”。

10. 硅作为主流芯片材料并不理想，因其折射率稳定，硅晶体的相关系数低，制造高性能光子芯片一般会引入新的材料，如磷酸锂和碳酸锂。前者成本高，后者是中科院上海科研团队制造光子芯片的突破口。

11. 接下来看看如何制造一枚光子芯片。

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