隨著5G和光纖通訊的發(fā)展，市場對通訊的速率和帶寬有更高的要求。光子集成技術作為光纖通信最前沿、最有前途的領域,它是滿足未來網(wǎng)絡帶寬需求的最好辦法。

光子集成芯片的優(yōu)勢

光子集成芯片比傳統(tǒng)的分立光電光處理方式降低了成本和復雜性,通過將很多的光學元器件集成在一個單片之中，大規(guī)模單片PIC使得系統(tǒng)尺寸、功耗以及可靠性都得到大幅度提高，同時大大降低了系統(tǒng)成本。

光子芯片的應用使得傳輸系統(tǒng)所需要的獨立光器件數(shù)量大大降低，同時大大減少了光器件封裝的次數(shù)。光器件封裝及相關的裝配過程所需要的成本占整個光器件成本的一大半。對于復雜的光器件，封裝裝配成本甚至可以高達一半以上，因此將數(shù)十個光器件集成在一個單片中，然后進行封裝可以大大降低系統(tǒng)的成本。

光子集成技術的分類

光子集成電路分為無源和有源兩大類。無源這種光子集成電路所集成的器件全部是無源光器件，比如光濾波器、光復用/解復用器以及可調光衰減器等，普遍采用平面光波導技術，發(fā)展相對成熟。有源光子集成電路可以集成諸如激光器、調制器、PIN探測器以及光放大器等有源光器件，同時還可以集成光濾波器、可調衰減器等無源光器件。由于有源PIC往往涉及不同材料的光器件的集成，實現(xiàn)難度較大。

中小規(guī)模集成技術發(fā)展相對比較成熟，常見的產品主要有無源光子集成技術（如AWG、ROADM等）和有源PIC（DFB+EA激光器、DFB激光器陣列等）。一些光器件公司也在致力于開發(fā)集成可調諧激光器與馬赫-曾德爾調制器產品，從而實現(xiàn)在XFP收發(fā)器上實現(xiàn)可調諧性。

光子集成技術的現(xiàn)狀

在硅基光子集成電路尚不能取得實質性突破之時，采用磷化銦材料的單片集成是實現(xiàn)大規(guī)模光子集成電路的有效解決方案。然而，光子集成電路技術從提出至今已有40年的歷史，發(fā)展速度一直都很緩慢，大規(guī)模單片光子集成電路也只是在近幾年才取得了突破性的進展，這其中有其固有的技術原因，如何將有源與無源光器件集成在一個單片上一直是一個難題。

目前，光子芯片技術已經(jīng)由硅光子集成技術向納米光子學范疇邁進。在材料方面，石墨烯等先進材料的研究也有望將光子芯片技術的應用推向新的高度。隨著光子技術的不斷發(fā)展，光子技術將幫助突破計算機電子技術的局限；通過大幅增加數(shù)據(jù)容量和提高數(shù)據(jù)傳輸速度，它將推動通信行業(yè)進入太比特時代，同時降低碳足跡和單位成本。