光子芯片和6G被上海確定為面向未來的先導產業(yè)

訊石光通訊網 2021/7/25 16:30:53

  ICC訊 7月21日,上海發(fā)布關于下一個5年的戰(zhàn)略性新興產業(yè)和先導產業(yè)發(fā)展規(guī)劃,仔細閱讀,可以了解上海如何布局戰(zhàn)略新興產業(yè)及面向未來的先導產業(yè)。

  特別引起筆者注意的是,在我們的文章中常常提及到的光子芯片及6G移動通信被確定為上海面向未來的先導產業(yè)。

  先看看上海的總體思路。未來五年,上海將重點打造以集成電路、人工智能、生物醫(yī)藥三大產業(yè)為核心的“9+X”戰(zhàn)略性新興產業(yè)和先導產業(yè)發(fā)展體系。

  其中,“9”個戰(zhàn)略性新興產業(yè),包括上述三大核心產業(yè),加上新能源汽車、高端裝備、航空航天、信息通信、新材料、新興數字產業(yè)等六大重點產業(yè)。

  “X”是指一批面向未來的先導產業(yè),包括光子芯片與器件、類腦智能、6G移動通信等先導產業(yè)。

  上海的目標。到2025年,戰(zhàn)略性新興產業(yè)增加值占全市生產總值比重達到20%以上,增加值超過1萬億元,成為經濟發(fā)展主引擎,基本形成具有全球影響力的集成電路、生物醫(yī)藥、人工智能上海高地。

  本文主要說說光子芯片與器件、6G移動通信兩個面向未來的先導產業(yè)。

  一、光子芯片與器件

  芯片作為現代科技“皇冠上的明珠”,受到各國格外重視!我國因為在芯片領域落后于人,受到別人“卡脖子”,這主要是電子芯片方面。

  在電子芯片方面,我們如果沿著別人走過的28nm-14nm-7nm-5nm-2nm這條路走下去,即使經過努力,縮小了差距,很多專利/IP的壁壘很難繞過去,別人也可能不斷找麻煩。

  然而,在光子芯片領域,我國與歐美處于同一起跑線上,現在某些方面已經領先同行,如華為在全球首先做出并量產了800G光芯片。因此,我國大力發(fā)展光子芯片,是實現芯片自主可控,并趕超的有效路徑!

  盡管,現階段光子芯片不可能替代電子芯片,但光子芯片擁有更高的計算速度、更低的功耗及時延,且不易受到溫度、電磁場和噪聲變化的影響。更重要的是,光子芯片不追求工藝尺寸的極限縮小,不受制造工藝的限制,有更多的性能提升空間。

  光子芯片將在數據獲取、傳輸、計算、存儲和顯示等方面逐步替代電子芯片,將會有光子芯片、光電集成芯片等多種形式。

  上海將光子芯片與器件列為“面向未來的先導產業(yè)”之首,足見對光子芯片及器件的重視。

  上海提出:重點突破硅光子、光通訊器件、光子芯片等新一代光子器件的研發(fā)與應用,在光子器件模塊化技術、基于互補金屬氧化物半導體(CMOS)的硅光子工藝、光通訊技術、光互連技術、芯片集成化技術、光電集成模塊封裝技術等方面的研究開展重點攻關。

  上海的目標,未來五年,力爭實現新一代光子器件在數據中心、超級計算機、汽車自動駕駛、家用機器人、電信設備以及國防裝備等領域產業(yè)鏈的顛覆性革新。

  我們看到上海的這個雄心還是蠻大的!那么,上海的底氣來自哪里?

  首先是上海的兩家頂級高校,上海交通大學和復旦大學。上海交大的金賢敏團隊,已經打通光子芯片從設計到流片的全流程,設計了就能做出來;金賢敏團隊在三維光子芯片方面已經世界領先,2018年制作的三維光子芯片在規(guī)模和精度上至今無人超越;金賢敏團隊的基于CMOS工藝高速可編程的光子芯片,根本技術即將完全突破。

  金賢敏,上海交通大學長聘教授、博士生導師、區(qū)域光纖通信網與新型光通信系統(tǒng)國家重點實驗室學術帶頭人、上海交大集成量子信息技術研究中心主任。

  復旦大學下設光科學與工程系,有中科院院士1人,英國皇家工程院院士1人,有光學、光學工程兩個博士點。復旦還有兩個光子相關的教育部重點實驗室,即上海超精密光學制造工程技術研究中心和微納光子結構實驗室。另外,復旦還有全國頂尖的微電子學院。

  上海理工大學,今年5月20日,上海理工正式成立光子芯片研究院,由顧敏領銜。早在2019年,中國工程院外籍院士、澳大利亞科學院院士、澳大利亞技術科學與工程院院士顧敏,辭去皇家墨爾本理工大學副校長職務,全職加盟上海理工大學。顧敏團隊致力于類腦全光學計算,為集成光電路和人工智能產業(yè)提供新一代全光芯片。

  近期,顧敏院士領導的團隊,創(chuàng)新性地利用雙光子聚合飛秒激光加工技術,實現了大面積復振幅軌道角動量多路復用超表面全息技術,完美解決了純相位依賴的通道信號串擾問題。項目中利用6mm 的光學芯片,約為指甲蓋面積的1/16,記錄下60幀三維全息圖像,僅僅需要動態(tài)控制入射光束軌道角動量狀態(tài),即可實現30FPS的三維全息動態(tài)顯示。

  中科院上海光學精密機械研究所,也是我國從事光計算與光子芯片研究較早的國家級院所,實力強勁,成果累累。

  光子芯片產業(yè)化方面,國內走在最前面的要算華為了。不過,華為的光子芯片研發(fā)主體在武漢,華為在武漢還自建了光子芯片生產線,已經量產。后續(xù),隨著華為海思總部部署至上海青浦研發(fā)中心,也有可能華為在上海再組建光子芯片研發(fā)團隊。

  二、6G移動通信

  上海提出,重點突破新一代信道編碼及調制技術、新一代天線與射頻技術、太赫茲無線通信技術與系統(tǒng)、空天海地一體化通信技術、軟件與開源網絡關鍵技術、基于人工智能的無線通信技術、動態(tài)頻譜共享技術等第六代通信(6G)關鍵技術。深度參與國家6G技術專項,研究部署一批科技攻關項目,積極參與6G標準化競爭,在芯片、測試設備、移動終端等領域保持先發(fā)優(yōu)勢。

  這一塊,基本就是為華為定制的,很可能就是華為的6G研發(fā)專家協助制定的。

  我們知道,華為的無線研發(fā)主體在上海,3G/4G/5G都是從這里走向世界的。華為在上海的無線研發(fā)團隊,打造了全球領先的5G移動通信技術,奠定了如今的移動通信全球格局。

  在5G正式商用之前,華為就已經開始了6G的研發(fā)布局,已經取得了不少研究成果及專利。5G不會一下子升級到6G,華為在全球首先提出5.5G演進,目前正加大5.5G全棧解決方案的研發(fā)。

  相信幾年后,華為的5.5G解決方案及專利同樣會全球領先,為下一步演進到6G打下堅實的基礎。華為5.5G/6G核心研發(fā)團隊同樣在上海。

  規(guī)劃中,關于6G移動通信的這些技術方向,我們在近期華為上研對外發(fā)布的博士后研究課題中都有見過。

  綜上,經過下一個五年的布局、努力,上海在全球科技格局中的地位將明顯提升!

新聞來源:騰訊網

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