硅光技术是后摩尔时代核心技术之一，是半导体技术和光学技术的结合，并且对于通信行业的影响将是颠覆性的。
光芯片处于产业链价值制高点，竞争壁垒最高，近年来，硅光技术发展进入新阶段。
那么，硅光技术进入了怎样的阶段？国内外硅光工艺平台是怎么样的？产业链和应用领域优势怎样的呢？
硅光技术发展进入新阶段
硅光技术已进入大规模集成阶段：

随着5G通信技术向海量连接、大容量方向发展，为了实现信号全面覆盖，光通信设备需要布局大量的光模块，光模块需要实现高密度连接，驱动光模块向高集成化方向发展。
光芯片是光模块的核心器件，成本占比随传输速率的提升而上升，处于产业链价值制高点，竞争壁垒最高。
硅为材料的光集成技术兼具数据的交换、存储以及处理，是下一代光通信的技术趋势。
硅光芯片在保持光器件高灵敏度的基础上兼具低成本、低功耗、高速、超小型化和超轻超薄等独特优势。
硅光技术的高度集成特性在对尺寸更加敏感的消费领域存在更大需求，消费电子、智能驾驶、量子通信等领域有较大发展空间。
硅基光电子集成芯片概念：
硅光子当前发展最成熟的是包含数据中心互连(DCI)收发器在内的连接领域，涉及数据中心、高性能数据交换、长距离互联、5G基础设施等。
国外硅光工艺平台
在硅光领域，尤其是在光模块上，自己设计自己制造的英特尔无疑是实力最强劲的一个，也是各大厂商中技术积累最久的。但除了英特尔这样的IDM硅光厂商外，国外还是有不少开放硅光工艺平台的，比如美国的格芯、AIM Photoics，新加坡的AMF以及被英特尔收购后仍将继续开展第三方代工业务的以色列代工厂Tower Semiconductor等等。这些代工厂从最初的光电集成技术开始，逐渐在近年来发现硅光技术的重要性，于是纷纷推出自己的硅光工艺平台，主要是基于SOI和SiN技术。
今年三月，格芯宣布与博通、思科、Marvell等厂商合作，提供新一代硅光平台GF Fotonix，在12英寸的晶圆上，实现光子元件、射频和高性能CMOS的单芯片集成。虽然没有明说，但GF Fotonix应该是其90WG、45CLO工艺节点以及硅光封装技术的整合平台。
从发布新闻的合作厂商背书来看，格芯明显是光模块厂商和网络设备巨头在硅光工艺平台上的******了，也只有这么大的客户量能支撑得起12英寸晶圆厂的产能。这点从格芯的财报中也可以看出，今年第一季度来自智能手机设备终端的营收占比已经从去年同期的54%降到了50%，而来自通信基础设施和数据中心的占比从13%提升至17%。
国内硅光工艺平台
要说开放硅光工艺平台的话，国内也有，比如中科院微电子所的硅光子平台、联合微电子中心的硅光工艺平台，除此之外中芯国际下的中芯集成电路（宁波）的光电集成业务中也有SOI异质光电集成，不过目前其工艺平台支持似乎只有RFSOI和HVBCD，分别为射频前端和高压模拟。

与国外相比，国内的开放硅光工艺平台在先进程度上要稍逊色一些，而且整体规模要小一些，以180nm/130nm和8英寸晶圆为主，但同工艺节点下的性能其实并不输国外，而且国内的硅光设计公司已经开始崭露头角。
联合微电子中心的硅光工艺平台应该是国内发展最快的了，这家2018年成立的公司在不到4年的时间里，就已经提供了180nm的硅光成套工艺CSiP180AI，以及加入双层铜互连技术的130nm工艺CSiP130Cu，同时还有300nm的碳化硅光电工艺CSiN300和3D异构集成工艺C3DS10。
同样值得注意的是，原材料价格上涨带来的涨价潮同样影响到了硅光芯片，比如联合微电子就在今年年初发布了涨价通知，表示由于掩膜版等原材料大幅上涨，将把SOI无源MPW的流片价格从4万元/block提升至48000元/block。
产业链和应用领域
随着产业链分工逐渐垂直，后续基于硅光的激光雷达、可穿戴设备、AI光子计算等领域会相继爆发。
根据Gartner的数据，到2025年，基于硅光芯片的应用规模将达到26.15亿美金，2020-2025年复合增速达到38%。到2025年，硅光模块总和市场规模将达到18.91亿美金，占据硅光芯片应用的近72.3%。同时硅光技术在光模块中的总体应用占比将从2020年的5.7% 提升至2025年的15% 以上。

从产业链角度来看，硅光子技术涉及“设计－制造－封装”等生产环节，从产业链来看，包括原材料供应商（晶圆厂等）、设计厂商、制造厂商、封装厂商、系统集成商等，当前商用产品较少，整个产业还没有形成稳定的竞争格局。

目前由于硅光发展不成熟，硅光子产业链没有像微电子产业一样完全形成Foundry厂与硅光设计公司分开的产业格局，且硅光子集成度不高，硅光器件的IP没有完全形成与成熟，所以光器件也一般由Fabless自行设计。

随着硅光子技术被市场认可，下游客户（大型互联网公司、运营商、通信设备厂商等）切入中上游制造过程。
硅光子最重要的三大应用领域：

在电信领域，硅光技术助力光模块尺寸与成本降低；在数通领域，硅光技术助力成品率进一步提升，在高速应用场景优势明显。

硅光子商业化较为成熟的领域主要在于数据中心、高性能数据交换、长距离互联、5G基础设施等光连接领域，800G及以后硅光模块性价比较为突出。
目前硅光集成技术仍处于初期发展阶段，光子芯片需要与成熟的电子芯片技术融合，运用电子芯片先进的制造工艺及模块化技术，其研发及产业化以国外企业为主导，国产化率较低。
硅光子是确定性技术发展趋势，海内外巨头公司瞄准硅光赛道收并购频发，科技巨头公司高度重视硅光技术。
目前投入研发的公司不仅包括Mellanox、Luxtera、Acacia、Finisar、Avago等光通信公司，Intel、IBM、思科、Imec等半导体厂商和华为等设备商也加入了这一领域的竞争。
国内厂商光迅科技、新易盛、天孚通信、中际旭创、博创科技等从分立光模块市场纷纷切入硅光领域，但是传统光模块制造过程中封装工序较为复杂，BOM及人工成本需要投入较多，另外未来采用硅光的光电共封装（CPO）技术预计将会成为主流模式，传统光模块生产制造企业将会收到较大的技术挑战，需要持续跟踪国内光模块厂商硅光产品研发、客户验证等进展情况。
硅光子产业国内初创公司主要包括曦智科技（AI光子芯片）、微源光子（硅光Lidar 、可穿戴）、国科光芯（硅光Lidar）等。
这些厂商最接近硅光子通信的两大应用领域电信市场和数据中心市场，在当前竞争格局还没有确定的情况下，这些厂商也是未来硅光子行业发展的极大助推力。

未来的应用趋势

传统上，基于光的通信主要是用在长距离高速通信中，例如大家熟悉的光纤宽带入户就是这样的长距离高速有线通信的一个重要例子。在数据中心中，常用的数据互联是基于铜电缆的通信。
然而，在最近几年，随着人工智能等应用的兴起，数据中心中也在走向基于光通信的数据互联。这主要的原因在于，人工智能等应用将对于数据互联带宽的需求大大提升了，而常规的铜电缆互联越来越难以满足需求。
例如，在人工智能应用中，数据中心常常需要进行大量分布式计算，而分布式计算中，不同服务器之间需要频繁的大量数据交换，数据互联的带宽往往会限制整体任务的性能。这也是大数据时代的一个特点，即算法为了处理海量数据，数据访问的性能和计算性能几乎一样重要，有时候甚至更重要；而随着算法规模越来越大，需要使用多台服务器进行分布式计算的场合也越来越多，因此服务器之间的高速数据互联就成为一个极其重要的核心技术了，而这成为数据中心引入超高带宽基于硅光子的数据互联的主要理由。

在几年前，人工智能刚刚兴起时，Nvidia就凭借和Mellanox的合作在机器学习训练中引入基于光互连的InfiniBand从而助力高性能训练，而到了今天类似的超高速光互联已经几乎成为数据中心的标配。

在未来，我们认为大数据和人工智能将继续成为驱动数据中心市场的主要动力。正因为如此，未来数据中心对于基于光的数据互联的需求可望进一步增加，而这也将进一步提升硅光子的市场规模，我们也因此看到了半导体业界的几大巨头都在积极布局相关的硅光子技术。