1．硅光子技术进入集成应用阶段

　　硅光子技术最早1969年由贝尔实验室提出，50年来大体经历了技术探索（1960s－2000s）、技术突破（2000s－2008年）、集成应用（2008年至今）三个阶段。

　　硅光子器件与产品可分为三个层次：硅光器件、硅光芯片、硅光模块。

　　硅光器件是各个环节的功能单元，主要包括光源、调制器、探测器、波导等。

　　硅光芯片将若干基本器件进行单片集成，以实现高性能、低功耗、低成本等特性，包括光发送集成芯片、光接收集成芯片、光收发集成芯片、相同功能器件阵列化集成芯片（探测器阵列芯片、调制器阵列芯片等）等。

　　硅光模块是最终系统级的产品形式，即将光源、硅光子器件/芯片、外部驱动电路（激光器驱动、调制器IC和探测器读出放大IC等）集成到一个模块，包括光发送模块、光接收模块和光收发一体模块等。

　　2．激光器和功耗方面进展为商用奠定基础

　　(1) 硅基激光器研发有进展

　　硅材料发光性能远低于III－V族材料，传统光通信一直采用III－V族作为发光材料。但III-V族材料具有与CMOS不兼容以及成本高的缺点，而硅材料能有效弥补这两点，这也是硅基激光器的本质原因，如何制备硅基发光器件是硅光子技术的一大难点。

　　目前主要研究方法包括三种：第一种利用耦合器将外部光源引入到硅波导中（Luxtera等）；第二种采用III-V族发光材料与硅光电路混合集成（Intel、IBM、华为、IMEC等）；第三种纯硅激光器（研发阶段，Intel等研究的全硅拉曼激光器、MIT等研究的硅基锗激光器、英国研究人展示的直接生长在硅衬底上的第一束实用性激光等）。

　　三种方法中第一种最简单快速，第二种目前最实用且有发展潜力，第三种最本质，但仍在研究阶段，无法商用。

　　(2) 功耗问题2013年IBM提出初步解决方案

　　之前阻碍短距离光电路取代铜电路的主要问题之一—功耗正在逐渐被攻克，2013年IBM推出了采用32nm工艺CMOS技术的硅光收发器，功耗约1pJ／bit，硅光子方案功耗目标2025年降低到200fJ/bit以下。

　　3．Intel技术规划显示硅光子行业每3年性能提升8倍

　　硅光子技术经过近50年发展，逐渐走出了萌芽阶段，近十年来，基于硅光平台的光调制器、光探测器、光开关和异质激光器相继推出，Intel2015年推出的硅基光电雪崩探测器首次验证了硅光电子器件性能超越同类传统光电子器件，为大规模光子集成奠定基础。

　　根据Intel的硅光子产业发展规划，产业已经进入快速发展期，对比当前状态，到2019年，硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面分别能提高8倍、降低85%、降低84%。

　　4．预计硅光子行业两年左右可能迎来爆发

　　我们认为，在当前的流量爆发式增长的需求推动下，目前硅光子技术进入关键发展时期。

　　当前行业有众多催化剂刺激：适用硅光子技术的PAM-4调制（能一个信号调制两个比特信号）被400G以太网采纳作为标准；已经有部分硅光产品已经到达批量生产和批量出货的阶段；数据中心给光工业带来的规模效应。

　　当然，未来的发展也一些不确定性：传统CMOS生产线并不能直接生产硅光器件，而是需要做一定改动及优化，而且工艺制造在商用过程中有一定难度；在相当大的产量和更高传输速度需求下，硅光子技术才能体现成本优势；封装存在一定难度，当前封装约占最终收发器产品成本的80－90%，未来目标是从目前的5美元/Gb，到2020年降至0.1美元/Gb以下。

　　我们坚定看好行业的发展。一方面，硅技术是极有统治力的技术，它在大规模下的价格优势其他材料无法匹敌，一旦硅基试验成功，就会逐渐地在市场上取代其他的选择。另一方面，Intel、IBM、Cisco、华为、facebook等公司加码硅光子领域，这些资本大厂对于整个通信电子行业的发展起了决定性的作用，他们的投入会大大促进行业发展速度。

　　而且硅光子技术并不是只是应用在通信领域，对于整个计算结构都可能是个颠覆，此外在军工、医疗等多领域都有应用前景，未来市场空间非常大，会促使资本和技术涌向制造、封装等当前看着有难度的环节，这些会随着硅光子被认可而加速攻破。

　　综合当前发展情况，思科、Acacia、SiFotonics等公司的硅光子产品上市以来已经获得了市场认可，并且部分产品达到了百万出货量，IBM去年成功把硅光子芯片集成到与CPU相同的封装尺寸，今年Intel宣布其硅光子模组（100G收发器）正式投入商用，并考虑到未来5G、400G等建设预期，我们认为行业在未来两年左右时间会迎来爆发。