人工智能与6G浪潮汹涌而来，万物互联、全域智联的核心需求对通信网络的容量、速率、时延提出更高要求，光通信以光波为信息载体、光纤为传输通道，凭借高带宽、低时延、低功耗、强抗干扰等核心优势，成为现代信息社会的核心基础设施。中国电科持续攻关关键核心技术，打造光纤、光模块、光芯片、光器件等领先产品，让一束光变幻出万千创新因子，筑牢光电产业发展基础。
一束光，锻造“转换枢纽”
“电脑、GPU、交换机能识别和处理的都是电信号，但适合远距离、高速率传输的是光信号，光模块的核心作用，就是完成这两种信号的双向转换。”技术专家表示，光模块先把设备输出的电信号转换成光信号，让它顺着光纤传输出去，等光信号抵达目标设备，再把它还原成电信号，供设备处理计算。光模块看起来体积小巧，内部却是一个高度集成的精密系统，其中最核心就是激光器芯片、探测器芯片等光芯片，它们就像是光电信号的“翻译官”。
“AI大模型产业化落地提速，万亿参数大模型依托万卡GPU集群开展协同运算，对光模块的转换速率、传输容量要求也水涨船高，光模块信息处理能力正从800G向1.6T、3.2T迭代。”技术专家表示，超高速光电探测器是光模块实现光电信号转换的核心元器件。电科芯片锚定超高速光电探测技术攻关方向，创新设计多薄层渐变掺杂吸收区外延结相，优化精细台面图形低损伤刻蚀工艺，完成低寄生共面波导电极迭代改良，接连攻克高效率宽带光电探测器结构设计、低RC芯片精密制备、高可靠倒装焊接集成等核心技术，打通材料、设计、工艺全链路技术难点，成功研制单通道100G、200G速率光电探测器芯片，广泛应用于新一代数据中心内部光互连等场景。
产业基础研究院瞄准高端光芯片领域，加强800G高速光芯片研发攻关，突破材料结构设计、工艺技术开发、透镜工艺制作、微波传输仿真等关键设计和工艺难题，研发多款800G高速光通信芯片产品并实现批量化生产；面向高速算力中心和数据中心，光电探测器大批量导入400G/800G光模块产品供货超千万只，研发1.6T高速光芯片，打造高速光电芯片的技术平台，服务高速光通信领域需求，布局高速光模块用无源芯片产品，加速高端光电芯片在AI领域产业化应用。
打造面向6G通信的光电传输链路，55所光电融合团队积极开展光电子领域相关技术研究，开拓光电子与微波、光电子与计算、光电子与通信、光电子与传感等交叉融合赛道，突破超宽带、低功耗、小型化等技术，加速大功率激光器、大带宽高调制效率电光调制器等成果转化。
联合微电子中心科研人员用自主建设的8吋硅基光电子工艺线，开发800G硅光集成工艺、晶圆级无源硅光+铌酸锂异质集成技术，制备硅光FOG单轴/三轴三合一收发组件和800G光模块晶圆，器件类型、波导、调制器等关键指标达到国内领先水平。其中，固态端面技术的单模光纤耦合损耗可低至0.84dB，高效率热调移相器Vπ功耗低至7.7mW，全面满足AI算力集群与大规模数据中心对高速率、低功耗光互连芯片的需求。
一束光，铺架“高速公路”
光要实现高速传输，首先得有专属的稳定“高速公路”，光纤就是这条最基础的路。光纤看起来只是玻璃丝，但难点很多。预制棒、拉丝、涂覆、成缆、接续、检测，每一步都要稳定。光在里面跑，损耗要低，寿命要长，还要经得起城市施工、地下管网、山区环境和海量部署考验。
“传输带宽与模式色散是衡量多模光纤性能的核心指标，通过在单一光纤纤芯中设计特定的折射率分布，可支持数百种模式的光信号并行传输，大幅提升数据中心内部及短距离互联的数据吞吐密度，完美适配超大规模数据中心、人工智能算力集群及企业网场景。”46所技术专家表示，他们实现保偏光纤规模化工程制备，让稳定的偏振光信号在光速轨道上精准传输，批量制备的高品质多模光纤，让数据流在光速轨道上“自由奔腾”。8所研制系列光纤复合架空地线，兼具光通信和架空地线功能，凭借抗雷击、高传输速率，在保障输电安全的同时，助力实现智能电网数字化、一体化建设。33所打造高端绝缘导热材料，突破高压静电防护、大尺寸样件精确制备等核心技术，为光纤光缆穿上“坚强铠甲”，保证通信网性能稳定。
一束光，点亮“智慧未来”
新一代通信、人工智能技术不断发展，智能驾驶、车联网技术的快速演进，光通信技术的应用也更加广泛。
“我们突破大规模硅基光学相控阵、高灵敏度调频连续波相干探测、光电异构互联集成等关键技术，构建基于硅基光学相控阵等核心芯片的全固态激光原理演示系统。”27所、新防务公司技术专家表示，他们针对硅基相控阵激光雷达的三维近区感知需求，完成国内首套激光片上雷达多光子芯片异构集成样机研制及功能验证。后续，他们将围绕智能驾驶、无人机与机器人等场景需求，推动片上激光雷达真正应用落地。面向智能驾驶场景，产品将凭借大阵列波束控制与亚厘米级测距精度，精准识别障碍物，解决自动泊车、高速防碰撞感知痛点；面向无人机与机器人场景，产品将通过低功耗和宽视场扫描，完成复杂环境下的无盲区三维建模；面向消费电子场景，运用光电子异构集成技术，将模组成本降至量产阈值，支撑智能穿戴等微小型设备的三维成像、安防精准识别等轻量化应用。
在电光调制器芯片测试现场，电科思仪自主研发光波元件分析仪，化身AI领域光电子芯片“性能质检员”，有条不紊地开展芯片频率响应特性验证。“它能够精准捕捉幅频、相频响应特性，帮助客户更好了解器件特性和优化方向。”技术专家表示，这款设备不仅可以测试调制器芯片，还可以全面覆盖AI领域的光器件、光模块及光组件等核心产品的关键参数测试，为后续用户产品升级迭代提供坚实技术支撑。
文章来源：中国电科
通讯员/何晨硕 谢章立 高丹 冯刘飞
冯宇瑶 刘耐霞 窦秀文 陆迪
编辑/尚素娟 校对/杨晓艾
