集成光子學(xué)的國際路線圖

荷蘭的 PhotonDelta 和麻省理工學(xué)院微光子學(xué)中心已經(jīng)制定了集成光子學(xué)的國際路線圖。該計劃涉及 400 多個組織的貢獻(xiàn)，包括空中客車公司，Meta，美國宇航局，杜邦電子公司，通用汽車公司，歐洲航天局和沃達(dá)豐 Ziggo。PhotonDelta 首席技術(shù)官 Peter van Arkel 將潛在影響描述為「壯觀」。

集成光子學(xué)系統(tǒng)路線圖（IPSR-I）是在過去 3 年中制定出來的，它確定了集成光子學(xué)可以徹底改變射頻光子學(xué)（無線通信）、3D 成像、數(shù)據(jù)通信和傳感等行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)差距。這對歐洲半導(dǎo)體公司來說是一個重大推動力。

光子學(xué)與電子學(xué)的集成是創(chuàng)造更小、更快、更節(jié)能的器件的關(guān)鍵推動因素。該集成有可能擴(kuò)展功能并創(chuàng)建大量新應(yīng)用程序，并有助于解鎖許多領(lǐng)域的重大進(jìn)步，包括自動駕駛汽車、數(shù)據(jù)電信和醫(yī)療保健。集成光子學(xué)也是用于傳感和通信應(yīng)用的光生成、處理和檢測的技術(shù)。

IPSR-I 描述了來自 100 多個講習(xí)班和 13 個會議的 400 多名專家達(dá)成的共識。它全面概述了 PIC 批量生產(chǎn)的主要技術(shù)差距，并詳細(xì)分析了集成光子學(xué)行業(yè)為實(shí)現(xiàn)其潛力而需要克服的挑戰(zhàn)。

PhotonDelta 首席技術(shù)官 Peter van Arkel 表示：「利用綜合光子學(xué)行業(yè)和學(xué)術(shù)界的所有研發(fā)資源來解決 IPSR-I 確定的技術(shù)差距，將有助于以驚人的方式解決巨大的社會挑戰(zhàn)。路線圖的核心是集成光子學(xué)行業(yè)的全球方法，以團(tuán)結(jié)起來應(yīng)對核心挑戰(zhàn)。對于如此多樣化的貢獻(xiàn)者群體，就這些技術(shù)差距達(dá)成共識是非常具有挑戰(zhàn)性的。從結(jié)果來看，這絕對是值得的?！?/p>

麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程托馬斯·洛德教授萊昂內(nèi)爾·基默林（Lionel Kimerling）說：「電子光子集成有能力從根本上改變許多行業(yè)，并解鎖一系列將改變我們生活的新技術(shù)。將這一愿景轉(zhuǎn)變?yōu)榇笈可a(chǎn)需要一個經(jīng)過深思熟慮的計劃，該計劃建立在不同領(lǐng)域、組織和國家的大量專家的知識之上。這就是 IPSR-I 所追求的——它勾勒出一條清晰的前進(jìn)方向，并指明了未來 15 年擴(kuò)展性能和應(yīng)用的創(chuàng)新學(xué)習(xí)曲線?！?/p>

光子集成電路（PIC）可以比電子集成電路更有效地處理和傳輸數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)芯片一樣，生產(chǎn)過程采用自動晶圓級技術(shù)進(jìn)行。這使得芯片可以大規(guī)模生產(chǎn)，從而降低成本。

11 億歐元用于歐洲光子學(xué)供應(yīng)鏈

PhotonDelta 是一個由光子芯片技術(shù)組織組成的跨境生態(tài)系統(tǒng)，它籌集了公共和私人投資，到 2030 年，它的目標(biāo)是創(chuàng)建一個擁有數(shù)百家公司的生態(tài)系統(tǒng)，服務(wù)于全球客戶，晶圓產(chǎn)能達(dá)到每年 100,000+。

整個行業(yè)對量子計算、醫(yī)療保健和通信的興趣越來越大。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)巨頭瞻博網(wǎng)絡(luò)（Juniper）宣布，它將使用 Tower Semiconductor 的開放式光子學(xué)工藝開發(fā)套件（PDK）將其技術(shù)分拆到與 Synopsys 的合資企業(yè)中（盡管該套件已被英特爾收購），并宣布在蘇格蘭建立一個光子學(xué)中心，用于太空和量子研發(fā)。

PhotonDelta 對荷蘭的投資包括來自國家增長基金（Nationaal Groeifonds）的 4.7 億歐元，其余部分由各種合作伙伴和利益相關(guān)者共同投資。這是荷蘭政府國家計劃的一部分，旨在鞏固和擴(kuò)大該國作為集成光子學(xué)世界領(lǐng)導(dǎo)者的地位。

PhotonDelta 生態(tài)系統(tǒng)目前由 26 家公司、11 家技術(shù)合作伙伴和 12 家研發(fā)合作伙伴組成。該組織已共同投資 1.71 億歐元給有前途的光子學(xué)公司，包括 Smart Photonics、PhotonsFirst、Surfix、MicroAlign、Solmates 和 Effect Photonics。

該計劃將持續(xù) 6 年，將使 PhotonDelta 及其合作伙伴能夠進(jìn)一步投資于光子初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)?；髽I(yè)，擴(kuò)大生產(chǎn)和研究設(shè)施，吸引和培訓(xùn)人才，推動采用，并開發(fā)世界一流的設(shè)計庫。

光子集成電路將光子功能集成到微芯片中，以創(chuàng)建更小、更快、更節(jié)能的器件。PIC 目前用于數(shù)據(jù)和電信行業(yè)，以降低每比特的能耗并提高速度，預(yù)計到 2027 年，數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的使用量將占全球電力消耗的 10% 左右，這些提供了一種限制對氣候影響的方法。

「這項(xiàng)投資改變了游戲規(guī)則。這將使荷蘭成為下一代半導(dǎo)體的發(fā)源地，這將對整個歐洲科技行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，「PhotonDelta 首席執(zhí)行官 Ewit Roos 說。

「持續(xù)的芯片短缺凸顯了歐洲迫切需要為戰(zhàn)略技術(shù)建立自己的生產(chǎn)能力。我們現(xiàn)在將能夠支持?jǐn)?shù)百家初創(chuàng)公司、研究人員、生產(chǎn)商和創(chuàng)新者，以推動這個行業(yè)的發(fā)展，這將與幾十年前引入微電子技術(shù)一樣具有影響力，「他說。

荷蘭被認(rèn)為是 PIC 技術(shù)開發(fā)的先驅(qū)，由于荷蘭政府的持續(xù)支持，我們已經(jīng)能夠圍繞它建立一個完整的供應(yīng)鏈，成為全球公認(rèn)的光子集成熱點(diǎn)。

光子芯片是過去十年中最重要的技術(shù)突破之一。它們不僅允許創(chuàng)造更快、更便宜、更強(qiáng)大和更環(huán)保的設(shè)備，而且還使經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的即時診斷或量子計算等激進(jìn)的新創(chuàng)新成為現(xiàn)實(shí)。

PhotonDelta 與埃因霍溫理工大學(xué)（TU/e）、特溫特大學(xué)（UT）、代爾夫特理工大學(xué)（TUD）、霍爾斯特中心、TNO、IMEC、PITC、CITC、霍爾斯特中心、OnePlanet、Smart Photonics、Lionix International、Effect Photonics、MantiSpectra、PhotonFirst、Phix 和 Bright Photonics 合作。

它還包括與一家代工廠的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，并與供應(yīng)商 Bruco、ASML、Aixtron、Solmates、芯片集成技術(shù)中心（CITC）、埃特博朗、愛爾蘭廷德爾、薩蘭工程、IMS 和 MicroAlign 合作。