Sueuel 光電匯OESHOW

2025年02月14日 17:01 上海

前兩天，光電匯編輯介紹了2025西部光電展上呈現的幾項重要技術進展（2025美國西部光電展上，脫穎而出的光學技術），獲得了業內高度關注。那么作為實際參與者，又看到了西部展上哪些熱議的話題，聽到了哪些大咖的觀點？我們編譯整理了Photonics的特約編輯Andreas Thos觀后感，讓我們一起看看光子技術正在如何重塑行業格局。

一、技術變革與人際信任的雙重奏

本次展會上不僅有精彩紛呈的科學報告，還有近1400個公司參展，規模宏達。社交互動始終是展會的核心所在。與許久未見的老友重逢敘舊，結識志同道合的新朋友，無論是過去還是現在，這始終都是人們不惜投入大量資源前來參會的重要動力。

對于眾多企業而言，參展設展同樣也是為了借助這一平臺拓展人脈、增進交流。回顧疫情期間的經歷，我們深刻認識到，虛擬會議雖能在一定程度上滿足溝通需求，但永遠無法替代面對面握手交流所帶來的真實感與親近感。

面對面的交流互動，是建立信任的基石，而信任則是未來一切成功合作關系的根本，無論是商業領域的合作，還是科研項目的協同攻關，概莫能外。在當前政治局勢日趨緊張的大背景下，正是憑借專家們彼此之間深厚的信任，才使得他們即便在政治立場上存在差異，也依舊能夠攜手共進，持續開展合作研究。

在Andreas Thos看來，在全球自由貿易與合作面臨政治壓力的情況下，維持跨國界的信任似乎是個很有價值的理念。此次展會期間，還舉辦了自行車之旅、SAP德國之夜、Optica雞尾酒會等社交活動。最令人稱奇的莫過于Minna畫廊的即興演奏會——十位光子學專家化身樂手演繹經典，在臺上盡情跳舞，就連一位知名的德國公司CEO都參與進來了。人們可能在政治觀點上存在分歧，但當大家一起盡情狂歡時，這些分歧就會退居幕后。

Minna Gallery為Photonics West與會者舉辦了一場晚間即興演奏會。圖源：Andreas Thoss

二、光子學"半導體化"：產業鏈的范式革命

談及高科技領域最具影響力的發展趨勢，人工智能與大數據無疑占據著領先地位。然而，在這兩大領域中，能耗問題卻成為亟待攻克的關鍵難題。集成光子解決方案作為應對能耗挑戰的有力手段，已引發廣泛的關注與深入探討。但要讓這些方案在實際應用中充分發揮效能，就必須將其深度融入半導體制造工藝體系之中。

歐洲光子學產業聯盟（EPIC）組織的“光子制造優化與規模化峰會”揭示了光子行業明確走向。Physik Instrumente（PI）的光子學負責人Scott Jordan更是精準地用 “光子學的半導體化” 這一極具前瞻性的術語，對這一發展潮流進行了高度概括與總結。他深入剖析并生動展示了光子學正沿著半導體曾經走過的成功路徑穩步前行，逐步邁向新的發展階段。

展望2025年，光子學的 “半導體化” 進程具體將體現在哪些方面呢？

首先，在光子學組件的生產環節，規模化擴張與工藝自動化升級將成為核心任務。其中，對準工藝不僅是主要的成本驅動因素，更是近期技術創新的重點攻堅方向。正如Scott Jordan所闡述的那樣，并行化技術（例如在陣列對準領域的應用）將成為有效降低成本的關鍵路徑。緊隨其后的，是大力推進產業生態系統的完善與發展，積極推動自動化測試技術的廣泛應用以及 “一次成功” 制造流程的全面實施。令人意外的是，Scott Jordan卻認為行業標準的制定在一定程度上會抑制創新活力。而在Andreas Thos看來，行業標準恰恰是推動整個產業實現規模化、可持續發展的重要支撐與保障。

關于先進測試技術，EXFO業務部門總監Leo Y. Lin提到了一個近期頻繁被提及的行業估算數據：在電子領域，芯片價值占比高達90%，而測試、組裝和封裝（TAP）環節僅占10%；反觀光子學領域，情況則截然不同，TAP環節占比高達80%，芯片制造僅占20%。

關于光子集成電路（PIC）生產過程中的測試技術細節，他有以下幾個見解：

1.行業迫切需要高效的測試手段，以實現對大批量晶圓的精準表征與有效驗證。

2.晶圓級邊緣耦合技術與高性能測試方法，對于準確識別已知合格芯片（KGD）、從源頭確保產品質量起著至關重要的作用。

3.借助單一軟件接口，能夠實現從 CAD 文件到數據分析的全流程自動化操作。

4.充分運用人工智能和機器學習技術，可有效預測并提前規避不良電路問題。

Leo Y. Lin的觀點與當前行業內的最新發展態勢高度契合。就在西部光電展展前一周，半導體行業巨頭格芯（GlobalFoundries）重磅宣布，將在紐約州北部投資7億美元建設一座硅光子學工廠。其中，5.75億美元將專項用于其先進封裝和光子學中心的建設，該中心除承擔封裝任務外，還將具備先進的組裝與測試功能，助力產業升級。

三、光計算時代即將來臨？

隨著集成光子學供應鏈的持續演進與完善，行業內對芯片層面新型光子解決方案的探索熱情愈發高漲。近年來，部分初創企業將研發重心聚焦于光子處理器領域。而近期，研究熱點逐漸轉移至光子互連技術，旨在突破處理單元之間的數據傳輸瓶頸，提升數據傳輸效率。

在這一發展趨勢之下，德國初創公司Q.ANT卻另辟蹊徑，全力推廣一種完全基于光子技術的處理單元。Q.ANT背后由通快集團（TRUMPF group）提供資金支持，具備雄厚的發展實力。該公司在量子傳感器領域歷經探索與積累，成功實現了從創意構思到產品落地的轉化。此外，公司還曾涉足量子計算機領域的研究，但為了專注于更具市場需求的項目，暫時擱置了這一研究方向。

Q.ANT期望通過自主研發的光處理單元，在芯片層面將人工智能系統的能耗降低30倍，為解決人工智能領域的能耗難題提供創新方案。

公司創始人兼首席執行官Michael F?rtsch透露：“我們制定了詳細的發展路線圖，目標是在兩年半內,在人工智能特定任務處理能力上超越圖形處理單元（GPU）。”Q.ANT的原生處理單元作為一款模擬計算機，同時也是新型人工智能加速器，能夠將能耗降低多達30倍，展現出強大的技術優勢。Q.ANT在技術研發過程中融合了多種先進技術，其中薄膜鈮酸鋰更是作為核心技術，有望成為大多數光子集成電路（PIC）研究人員夢寐以求的 “殺手級應用” 技術，引領行業變革。

四、備受矚目的核聚變，商業化應用還有多遠？

在過去的兩屆光子學西部展上，激光核聚變一直是備受矚目的熱門話題。在今年的激光應用與系統工程會議（LASE Conference）上，Constantin Haefner就核聚變發展路線圖中應涵蓋的關鍵基準問題發表了深刻見解。他指出，當前亟待明確核聚變發展過程中面臨的科學、技術以及經濟等多方面瓶頸，構建完善的供應鏈體系，并妥善解決相關監管政策問題。

他強調：“挑戰與機遇并存，核聚變領域的每一項挑戰，都孕育著巨大的創新機遇與成功可能。未來核聚變發電廠市場的需求規模，將遠遠超出目前全球光學和激光組件的生產供應能力。”

此外，激光核聚變研究領域的傳奇人物、初創公司Longview Fusion Energy Systems的創始人Ed Moses還帶來了振奮消息：基于NIF實驗成果的聚變電站規劃藍圖已更新，他設想未來核聚變發電廠能夠實現每秒15次發射的高效運行。在靶材選用方面，鉛將取代金，塑料外殼將替代珍貴的鉆石球，通過這些創新舉措，有望將每個靶材的成本大幅降至 0.25美元。他表示，“我們是目前唯一一家掌握相關物理實證的企業。基于這一堅實基礎，我們堅信在未來十年內，激光核聚變技術有望實現重大突破并投入實際應用。”

盡管Andreas Thos對國家點火裝置（NIF）所取得的成就深表欽佩，但在核聚變技術的發展前景上，其仍持有相對謹慎的態度。截至目前，尚未有研究成果能夠證明壁插效率大于1，同時，我們也尚未見到達到所需規模的二極管泵浦激光系統。在實現核聚變技術廣泛應用這一宏偉目標之前，還有諸多關鍵問題亟待深入研究與解答。

值得欣慰的是，目前已有多個項目積極投身于構建核聚變所需供應鏈的工作當中。以德國為例，一系列相關項目，如致力于研發效率更高、成本更低的二極管激光器項目，已成功獲得政府資金支持。無論核聚變技術最終能否如期實現商業化應用，這些更高效、更廉價的二極管在眾多領域都將擁有廣闊的應用前景與巨大的實用價值。