ทุกวันนี้การแข่งขันทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนั้นดุเดือดมากขึ้นและเทคโนโลยีชิปที่ดึงดูดความสนใจมากที่สุดกําลังเปลี่ยนไปในแต่ละวัน ก่อนที่จะมีข่าวการแพร่กระจายของชิปขนาด 2 นาโนเมตรของ IBM TSMC และพันธมิตรได้ประกาศความก้าวหน้าในชิปย่อย 1 นาโนเมตร เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่ามนุษย์กําลังเข้าใกล้ขีด จํากัด ทางทฤษฎีของชิปอิเล็กทรอนิกส์
ชิปออปติคอลซิลิคอนมีลักษณะของความเร็วในการประมวลผลสูงการใช้พลังงานต่ําและความล่าช้าเวลาต่ําและไม่จําเป็นต้องลดขนาดกระบวนการ ในกระบวนการผลิตไม่จําเป็นต้องเข้มงวดเท่ากับชิปอิเล็กทรอนิกส์ แต่ต้องใช้เครื่องพิมพ์หินอัลตราไวโอเลต (EUV)
ดังนั้นชิปไฟซิลิคอนสามารถทะลุผ่าน "เพดาน" ของกฎของมัวร์เปิด "แทร็ค" ใหม่ได้หรือไม่?
ยังคงมีคอขวดทางเทคนิคที่ต้องเอาชนะ
"แนวคิดของโฟโตนิกซิลิคอนได้รับการเสนอมาเป็นเวลานาน แต่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทําชิปซิลิคอนโฟโตนิกส์" Li Peigang ศาสตราจารย์และหัวหน้างานระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยโพสต์และโทรคมนาคมปักกิ่งกล่าวกับ Science and Technology Daily ว่าในช่วงต้นทศวรรษที่ 1990 ผู้ปฏิบัติงานด้านไอทีเริ่มมองหาผู้สืบทอดอุตสาหกรรมชิปเซมิคอนดักเตอร์แบบดั้งเดิมและคอมพิวเตอร์โฟโตนิกเคยถือว่าเป็นเทคโนโลยีในอนาคตที่มีแนวโน้มมากที่สุด "เนื่องจากเหตุผลทางเทคนิคจนกระทั่งต้นศตวรรษที่ 21 องค์กรและสถาบันการศึกษาที่นําโดย Intel และ IBM เป็นผู้นําในการพัฒนาเทคโนโลยีการส่งสัญญาณแสงของชิปซิลิคอนโดยหวังว่าจะเปลี่ยนวงจรข้อมูลระหว่างชิปด้วยเส้นทางออปติคอล" หลี่เป่ยกังกล่าว
Li Peigang กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่าเทคโนโลยีการผลิตชิปออปติคอลซิลิคอนนั้นขึ้นอยู่กับวัสดุพื้นผิวซิลิคอนและซิลิคอนการใช้กระบวนการเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์เสริม (CMOS) สําหรับการพัฒนาอุปกรณ์ออปติคอลและเทคโนโลยีการรวมซึ่งรวมลักษณะของเทคโนโลยีโฟโตนิกขนาดใหญ่พิเศษความแม่นยําสูงเป็นพิเศษและข้อดีของเทคโนโลยีโฟโตนิกความเร็วสูงพิเศษและพลังงานต่ํามาก มันเสริมด้วยเทคโนโลยีการผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่
นายหลี่ เป่ยกัง กล่าวว่า จีนให้ความสําคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมชิปออปติคอลซิลิคอน แต่ในตอนแรกแสงชิปซิลิคอนระดับไฮเอนด์ในประเทศได้รับความสําคัญในการออกแบบแผ่นไหลเป็นหลักหรือต่างประเทศการเตรียมชิปวงจรยาวค่าใช้จ่ายสูง จํากัด การพัฒนาเทคโนโลยีซิลิคอนโฟโตนิกในประเทศจีน "และ จํากัด การพัฒนาเทคโนโลยีชิปจีนในต่างประเทศได้ใช้มาตรการหลายอย่างการพัฒนา บริษัท ชิปแสงซิลิคอนในประเทศจีนได้ก่อให้เกิดอิทธิพลร้ายแรง"
Li Peigang กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่าการพัฒนาเทคโนโลยีซิลิคอนออปติคอลสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: อันดับแรกอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอนจะค่อยๆแทนที่ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องด้วยซิลิคอนเพื่อให้การสื่อสารด้วยแสงเป็นอุปกรณ์พื้นฐานเพื่อให้บรรลุมาตรฐานของกระบวนการ ประการที่สองเทคโนโลยีการรวมพัฒนาจากการรวมข้อต่อไปจนถึงการรวมเสาหินตระหนักถึงการรวมบางส่วนและการรวมอุปกรณ์เหล่านี้เข้ากับชิปที่แตกต่างกันผ่านการรวมกันของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นเดียวกับอิฐเลโก้ ประการที่สามการรวมเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้บรรลุการรวมออปโตอิเล็กทรอนิกส์อย่างเต็มรูปแบบ บูรณาการทั้งแสงและไฟฟ้าเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนมากขึ้น "ตอนนี้เราอยู่ในขั้นตอนที่สองของเทคโนโลยีซิลิคอนออปติก" หลี่เป่ยกังกล่าว
ในความคิดของเขาแม้ว่าเทคโนโลยีซิลิคอนออปติกกําลังสุกและชิปซิลิคอนออปติกกําลังจะเข้าสู่ขั้นตอนการใช้งานเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ แต่ก็ยังมีคอขวดทางเทคนิคที่ต้องเอาชนะเช่นเครื่องมือออกแบบที่ไม่ได้มาตรฐานความต้องการสูงของกระบวนการมีเพศสัมพันธ์ซิลิคอนออปติกและความท้าทายทางเทคนิคเช่นการทดสอบและตัดเวเฟอร์อัตโนมัติ
Li Peigang เชื่อว่าจีนได้สร้างความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการวิจัยและพัฒนาชิปออปติคอลซิลิคอน แต่ในด้านอุตสาหกรรมยังคงมีปัญหาบางอย่างในเทคโนโลยีอุตสาหกรรมของชิปออปติคอลซิลิคอนในประเทศรวมถึงการออกแบบโครงสร้างกระบวนการผลิตบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์และการสนับสนุนแอปพลิเคชัน ฯลฯ ซึ่งจําเป็นต้องได้รับการพัฒนาและโตเต็มที่ "นอกเหนือจากเทคโนโลยีแล้วอุตสาหกรรมของชิปออปติคอลซิลิคอนจะได้รับผลกระทบจากปัจจัยที่ครอบคลุมเช่นวัสดุเทคโนโลยีอุปกรณ์ซอฟต์แวร์ความสามารถและระบบนิเวศของตลาด ดังนั้นนอกเหนือจากการลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแล้วยังเป็นสิ่งสําคัญมากในการสร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมที่ดีสร้างแพลตฟอร์มและเพิ่มประสิทธิภาพระบบนิเวศและเพิ่มความร่วมมือระหว่างต้นน้ําและปลายน้ําของห่วงโซ่อุตสาหกรรมสําหรับการพัฒนาชิปแสงซิลิคอน" หลี่เป่ยกังกล่าว
ชิปออปติคอลซิลิคอนกําลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีน
เมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 2560 กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศได้อนุมัติการก่อสร้างศูนย์นวัตกรรมออปโตอิเล็กทรอนิกส์แห่งชาติในอู่ฮั่นอย่างเป็นทางการ ศูนย์นี้เข้าร่วมโดยองค์กรในประเทศหลายแห่งและสถาบันวิจัยและพัฒนาเช่นเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์, การสื่อสารไฟเบอร์โฮม, Hengtong Optoelectronics และอื่น ๆ รวบรวมทรัพยากรนวัตกรรมมากกว่า 60% ในด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ข้อมูลในประเทศจีน แบกงานเชิงกลยุทธ์ในการแก้ปัญหา "การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีที่สําคัญและทั่วไปร่วมกัน" และ "ตระหนักถึงการค้าครั้งแรก" ในอุตสาหกรรมการผลิตออปโตอิเล็กทรอนิกส์ข้อมูลของจีนเรามุ่งมั่นที่จะแก้ไขสถานการณ์ของ "การขาดแกนกลาง" ในออปโตอิเล็กทรอนิกส์ข้อมูล
ในปี 2017 รัฐบาลเทศบาลเซี่ยงไฮ้ระบุว่าซิลิคอนโฟโตนิกส์เป็นหนึ่งในโครงการสําคัญของเทศบาลแห่งแรกและลงทุนเป็นจํานวนมากเพื่อจัดวาง r&d และการผลิตชิปเชื่อมต่อแสงซิลิคอนโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดของชิปซิลิคอนออปติคอลเชี่ยวชาญเทคโนโลยีหลักที่สําคัญและให้องค์กรในประเทศกําจัดการพึ่งพาซัพพลายเออร์ต่างประเทศ
ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2561 บริษัท ยูไนเต็ด ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเตอร์ จํากัด ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยและพัฒนาระหว่างประเทศแห่งใหม่ของชาติที่สร้างขึ้นโดยรัฐบาลเทศบาลฉงชิ่งได้รับการจดทะเบียนและก่อตั้งขึ้นในฉงชิ่งด้วยการลงทุนครั้งแรกกว่า 10 พันล้านหยวน
กระทรวงอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีสารสนเทศเปิดตัวเมื่อปลายปี 2017 "แผนงานการพัฒนาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมออปโตอิเล็กทรอนิกส์ของจีน (2018-2022)" ชี้ให้เห็นว่าอัตราปัจจุบันของการแปลชิปออปติคอลความเร็วสูงเป็นเพียงประมาณ 3% ข้อกําหนดของอัตราการแปลชิปออปโตอิเล็กทรอนิกส์ระดับล่างปี 2022 มากกว่า 60% อัตราการแปลชิปออปโตอิเล็กทรอนิกส์ระดับสูงที่ก้าวหน้า 20%
ด้วยการสนับสนุนนโยบายชิปออปติคอลซิลิคอนกําลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในประเทศจีน ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2561 แพลตฟอร์มเทคโนโลยีซิลิคอนโฟโตนิกส์แห่งแรกของจีนก่อตั้งขึ้นในเซี่ยงไฮ้เพื่อลดช่องว่างระหว่างจีนและต่างประเทศในการแปรรูปและการผลิต
เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 2018 Sinotech ประกาศว่า "ชิปรับส่งสัญญาณซิลิคอนออปติคอล 100G" เชิงพาณิชย์ครั้งแรกของจีนถูกนําไปผลิตอย่างเป็นทางการ
ในเดือนกันยายน 2019 ศูนย์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์แห่งสหรัฐอเมริกา LLC ตระหนักถึงการเดินสายของแพลตฟอร์มกระบวนการเทคโนโลยีออปโตอิเล็กทรอนิกส์ซิลิคอนขนาด 8 นิ้ว ในเวลาเพียงไม่กี่เดือนกระบวนการออปติคอลซิลิคอนที่พัฒนาขึ้นเองได้มาถึงระดับที่ดีมากและเปิดตัว "180nm Complete set ของกระบวนการออปติคอลซิลิคอน PDK" ไปทั่วโลกซึ่งทําเครื่องหมายว่า บริษัท มีกําลังการผลิตกระบวนการอิสระในด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ซิลิคอนและเริ่มให้บริการการไหลของชิปซิลิคอนไปยังโลก
ในระดับประเทศนโยบายที่ดีที่สนับสนุนเทคโนโลยีซิลิคอนออปติคอลได้มาและรัฐบาลท้องถิ่นได้เข้าสู่คณะกรรมการด้วย เซี่ยงไฮ้นําการพัฒนาชิปโฟตอนกับอุปกรณ์อย่างชัดเจนโฟโตนิกซิลิคอนที่ก้าวหน้าที่สําคัญอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสงการวิจัยและพัฒนาชิปโฟตอนและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์โฟโตนิกรุ่นใหม่เช่นอุปกรณ์โฟโตนิกเทคโนโลยีแบบแยกส่วนตามเทคโนโลยีการถ่ายภาพซิลิคอน CMOS เทคโนโลยีการรวมชิปการวิจัยเทคโนโลยีการห่อหุ้มโมดูลการบูรณาการโฟโตอิเล็กทริกเพื่อดําเนินการวิจัยที่สําคัญ มณฑลหูเป่ย์, เทศบาลฉงชิ่ง, ซูโจวและรัฐบาลอื่น ๆ ได้นําชิปแสงซิลิคอนเป็นอุตสาหกรรมสําคัญในการพัฒนาในช่วงระยะเวลาห้าปีแผน 14 "มันยากที่จะเห็นความแตกต่างอย่างมากในเค้าโครงระหว่างภูมิภาคต่าง ๆ ตามแผนของพวกเขา" เราจะพัฒนาอุตสาหกรรมชิปออปติคอลซิลิคอนโดยการแนะนํา บริษัท ใหม่ ๆ และใช้ประโยชน์จากรากฐานอุตสาหกรรมชิปที่มีอยู่ของเรา" หลี่เป่ยกังกล่าว
แสงและไฟฟ้าจะทํางานร่วมกันเพื่ออนาคตที่ชนะ
เทคโนโลยีออปติคอลซิลิคอนได้กลายเป็นเป้าหมายต่อไปของอุตสาหกรรมเนื่องจากลักษณะหลายประการ ด้วยการเติบโตอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมและการเพิ่มประสิทธิภาพของสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอุตสาหกรรมชิปออปติคอลซิลิคอนของจีนจึงพร้อมสําหรับการพัฒนา
ตามแผนการพัฒนาของ Intel ของอุตสาหกรรมซิลิคอนโฟโตนิกส์อุตสาหกรรมโมดูลออปติคอลซิลิคอนมี
เข้าสู่ช่วงเวลาของการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในปี 2022 เทคโนโลยีซิลิคอนโฟโตนิกส์จะเหนือกว่าโมดูลออปติคอลแบบดั้งเดิมในแง่ของความเร็วสูงสุดต่อวินาทีการใช้พลังงานและค่าใช้จ่าย คาดการณ์ว่าตลาดของโมดูลออปติคอลซิลิคอนจะเติบโต 40% และสูงถึง $ 3.9 พันล้านภายในปี 2024 คิดเป็น 21% ของขนาดตลาดโดยรวมภายในนั้น
"ในขณะนี้แสงและไฟฟ้าอยู่ในสอง 'สนามแข่ง' แต่ละคนมีสถานการณ์การใช้งานของตัวเอง ในการประมวลผลเชิงตรรกะแนวโน้มในอนาคตคือการรวมออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการประมวลผลออปติคอลทั้งหมดจะใช้เวลานานในการบรรลุ" Li Peigang กล่าวว่าแม้ว่าวงจรรวมโฟโตนิกจะยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา แต่ก็กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาหลักของอุปกรณ์ออปติคอลได้กลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
"โดยทั่วไปชิปโฟโตนิกสามารถแทนที่ชิปอิเล็กทรอนิกส์ได้เฉพาะในสาขาคอมพิวเตอร์และการส่งผ่านแต่ละสาขาเท่านั้น" Li Peigang กล่าวว่าแม้ว่าทั้งสองจะคล้ายกันในกระบวนการและความซับซ้อนของกระบวนการผลิต แต่ข้อกําหนดโครงสร้างชิปโฟโตนิกไม่เข้มงวดเท่ากับชิปอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป 100 นาโนเมตร "สิ่งนี้ช่วยลดการพึ่งพาเทคโนโลยีขั้นสูงได้อย่างมากในระดับหนึ่งเพื่อบรรเทาปัญหาคอขวดในการพัฒนาชิปในปัจจุบัน"
"แสงมีข้อได้เปรียบของแสงไฟฟ้ามีข้อได้เปรียบของไฟฟ้า" "ในบางสถานการณ์การสมัครมีการแข่งขัน แต่บ่อยครั้งที่มันเป็นความสัมพันธ์ที่ชนะ"
"เทคโนโลยีชิปออปติคอลซิลิคอนไม่โตเต็มที่เท่ากับเทคโนโลยีชิปอิเล็กทรอนิกส์ดังนั้นจึงมีปัจจัยที่ไม่รู้จักมากมายอนาคตควรเป็นการเชื่อมโยงที่ดีระหว่างทั้งสอง" Li Peigang เชื่อว่าวงจรรวมอิเล็กทรอนิกส์และวงจรรวมโฟโตนิกเป็นส่วนเสริม "ในอนาคตเราสามารถใช้ประโยชน์จากข้อดีของการส่งความเร็วสูงและวงจรรวมของโฟโตนิกและวงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการมัลติฟังก์ชั่นและอัจฉริยะและทํางานได้ดีขึ้นใน 'แทร็ก' ใหม่" หลี่เป่ยกังกล่าว