后摩尔时代，光子技术或擎起第四次工业革命大旗：后摩尔时代

原标题：后摩尔时代，光子技术或擎起第四次工业革命大旗
当前，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图。随着集成电路制造工艺不断接近物理极限，摩尔定律面临失效危机，如何在后摩尔时代再续辉煌？哪种技术会拔得头筹？时下，以光子技术为基础的创新应用开始在多领域百花齐放，围绕光子产业的投资掀起一股热潮。作为电子学之后的新兴科学，光子技术在医疗、化工、能源、航空航天、国防等领域得到广泛应用，光子技术正迎来新一轮爆发时机，或擎起第四次工业革命大旗。

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后摩尔时代，新一轮科技革命已然开启
“科技是第一生产力” ，从人类社会近300年的发展历史可以更清晰的看到这一点。十八世纪末，以蒸汽机技术为代表的第一次工业革命轰轰烈烈开启，按下了人类社会工业化进程的快进键；到十九世纪中期，以电力技术应用为主导的第二次工业革命再次提升了工业化进程速度；19世纪70年代，计算机信息技术的爆发拉开了第三次工业革命的大幕，进一步提升了人类社会工业化自动化进程的加速度。

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【后摩尔时代，光子技术或擎起第四次工业革命大旗】在第三次工业革命时期，作为信息化技术的基石，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。过去60余年，集成电路CMOS工艺遵循摩尔定律的步伐不断演进，目前，最先进的工艺制程已经达到5nm ，业界仍然在向3nm、2nm努力推进。但随着硅芯片越来越逼近物理和经济成本上的极限，摩尔定律面临失效危机，集成电路发展悄然进入“后摩尔时代” 。
在5G、物联网、人工智能等推动下，第四次工业革命已然开启，如何寻找新时期发展的引擎技术？时代呼唤新一轮科技革命和产业变革。
光子站上时代风口引领新一轮科技革命
近年来，光子学和光子产业掀起了一股热潮。例如，光通信和互连技术在高速宽带网络、高性能计算、大数据、物联网等领域发挥了引领作用。通信数据的快速增长对光电器件提出了更高的要求，推动着业界发展光子集成和光子芯片技术。
相对于电子驱动的集成电路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特点，利用光信号进行数据获取、传输、计算、存储和显示的光子芯片，具有非常广阔的发展空间和巨大的潜能。
中国科学院院士毛军发在2021世界半导体大会上指出，后摩尔时代，异质集成电路是绕道摩尔定律的一个途径，将不同工艺节点的化合物半导体器件或芯片、硅基高集成器件或芯片（含光电子器件或芯片），与无源元件（含MEMS）或天线，通过异质键合或外延生长等方式集成而实现，这其中，就离不开光子技术。
放眼全球，世纪之交以来，大规模光子集成芯片已成为世界上最具竞争力的领域之一。欧盟等发达国家已将光子集成产业提升到国家战略规划和发展的高度。美国也早已开始布局，在奥巴马总统时期，就成立了美国制造集成光子研究所（AIMIntegratedPhotonics），致力于改造终端光子学“生态系统” ，该研究所的成立，为以IBM、英特尔等为首的工业巨头，以及麻省理工学院、加州大学等学术机构提供了一个综合平台。
但与微电子技术相比，光电子技术中所涉及的材料种类繁多，通过简单模型的叠加难以实现微结构集成。因此，光电子技术的标准化难度更大，光子集成技术的门槛也更高。这种高技术壁垒也预示着，光子集成技术一旦取得突破实现规模化发展，将带来指数型增长的高产业回报。
市场研究公司MarketsandMarkets预计，到2023年，全球光子学市场的规模将从2017年的5200亿美元增长到2023年的7804亿美元，复合年增长率为7.0% 。
“从电到光”的迁移过程中，光子技术有望擎起第四次工业革命大旗。
政策/资本助力光子产业百花齐放
基于光子技术的产品包括光芯片、光器件、光模块以及垂直集成的子系统。用于光子集成的关键技术既有上游的基础材料、芯片设计制造技术，也有封装测试技术以及系统集成能力。
光子技术不仅是光通信设备、数据通信设备、无线通信设备、数据中心、超级计算、物联传感、人工智能等的关键基础，同时，它也广泛应用于智能手机、平板、可穿戴设备等消费电子领域中。