创新“烽火”引领光通信跨越山海

湖北武汉，位于东湖高新区的中国信科集团园区内，一尊球体雕塑顶端，一颗标注为“FiberHome”（烽火）的小行星引人注目。

该雕塑落成于2019年5月17日。许多人不知道，它与贵州大山深处的国之重器——FAST“中国天眼”有关。“天眼”核心部件、保障海量天文观测数据传输的“视神经”动光缆，即由中国信科集团旗下的烽火通信科技股份有限公司（以下简称“烽火通信”）研发而成。

为感谢烽火通信的突出贡献，国家天文台将中国科学家此前发现的第121547号小行星永久命名为“烽火通信星”。

1976年，在武汉邮电科学研究院，赵梓森“抻”出中国第一根具有实用价值的光纤。时至今日，立足于中国光谷的烽火通信，已发展成国内领先、国际知名的信息通信设备与网络解决方案提供商。

2018年4月26日，习近平总书记在烽火科技集团有限公司考察。他语重心长地对企业负责人说，新发展理念，创新是第一位的。我国已经成为世界第二大经济体，过去那种主要依靠资源要素投入推动经济增长的方式行不通了，必须依靠创新。具有自主知识产权的核心技术，是企业的“命门”所在。企业必须在核心技术上不断实现突破，掌握更多具有自主知识产权的关键技术，掌控产业发展主导权。

“核心关键技术必须掌握”

“我当时在现场，总书记和大家亲切握手，察看烽火自主研发的芯片和光网络产品，了解产品用途、性能、国产化率、在国际同行业中的地位等情况……”34岁的邱小青至今非常清晰地记得4年前，习近平总书记来到公司考察时的一幕。

展品中，有烽火通信研发的我国第一款可以商用的25G高速激光器芯片，打破了国外技术垄断。

习近平总书记再次强调核心技术、关键技术、国之重器必须立足于自身。他指出，过去在外部封锁下，我们自力更生，勒紧裤腰带、咬紧牙关创造了“两弹一星”，这是因为我们发挥了社会主义制度优势——集中力量办大事。下一步，科技攻关也要这样做，要摒弃幻想、靠自己。

光芯片是光通信系统中的关键核心器件。相对于传统三五族材料光芯片，硅光芯片采用硅光子技术，是将硅光材料和器件通过特色工艺制造的新型集成电路，具有集成度高、成本低、光波导传输性能好等特点。一直以来，其技术壁垒很高。

4年来，烽火通信凭借打造“中国芯”的信念，坚持自主研发，突破了多个“卡脖子”难题。

在研发出100G硅光芯片后，烽火通信研发团队一度面临抉择：是沿用旧有的产业链和技术路线，还是继续开发更小体积与成本的下一代产品？

当时，国际同行已采用全新的技术路径开发下一代产品。“技术掌握在别人手里”，必须依靠自己拼。烽火通信为研发团队增加人手与经费投入，大家夜以继日讨论技术方案、测试、修改。

经过3年的艰苦研发，2021年底，烽火通信推出了中国首款、拥有自主知识产权的400G相干商用硅光收发芯片。这是目前国际上已报道的、集成度最高的商用硅光集成芯片之一。

今年，中国信科集团国家重点实验室还发布了国内首款1.6T硅光互联芯片。这意味着，我国硅光芯片技术实现向Tb/s级的首次跨越，这也将为超级计算、人工智能等新技术、新产业发展提供有力支撑。

坚持创新、不断攻克核心关键技术，中国信科集团的专利墙上，34330件全球申请专利中，发明专利超过90%，累计荣获国家级、省部级的科技奖项100多项。烽火通信自研核心芯片已批量应用，预制棒、光纤、光缆实现完全自主生产，各类产品国产化率不断提升。

针对汽车行业近年出现的“芯片荒”，2021年9月，烽火通信与东风汽车集团联合成立“车规级芯片联合实验室”，2022年成立武汉二进制半导体有限公司，共同打造高可靠性的汽车芯片产品，努力实现关键核心技术的自主可控。

“跨越更远的山海”

每当端详和同事们一起与总书记合影的照片，邱小青总会想起总书记来考察时的场景——习总书记对大家说，你们所从事的光通信行业很重要，要建设网络强国，需要你们加快脚步，更快地占领一些制高点。

4年来，她明显感觉到，同事们的干劲更足了。原本在公司从事宣讲工作的邱小青也对自己提出了更高要求，她主动申请调往专业性更强、挑战更大的技术销售岗位。经过几年历练，如今已成长为公司国内营销部售前经理。

自我加压、不断革新、创优争先的精神气质，自烽火通信成立起，就已融入到文化基因里。

20世纪80年代，全国上下从农村电话到国家骨干电话网，用的都是国外进口的设备，行业内流传着“七国八制”的说法：当时的中国通讯市场上总共有8种制式的机型，来自7个国家。“巴统”（全称“输出管制统筹委员会”，总部在巴黎——记者注）对中国实行技术封锁和限制。

20世纪90年代，我国光纤通信技术不断进步，但一大问题是研究成果远离市场需求，许多技术的商用化水平远落后于发达国家。

在科技体制改革大潮中，武汉邮电科学研究院率先开展企业化转制，转制为烽火科技集团，并发起创立烽火通信。

2000年，烽火通信在印尼设立海外办事处，开启国际化拓展之路。经过20余年发展，现在已拥有27家海外子公司，并且在南美、东南亚、欧洲建立起生产基地和研发中心……截至目前，该公司产品出口100多个国家和地区。数据显示，2021年，烽火通信在国际市场实现逆势增长，进出口额达到140亿元，其中出口额突破100亿元，同比增长49%。

面对海洋通信产业，烽火通信投入研发资源，如今已成为国内唯一、国际屈指可数的集岸端传输设备、中继器等湿端产品、海缆三大类产品和海缆工程施工于一体的企业，具备完整的海洋网络解决方案和工程项目总承包能力。

为保持企业竞争力，烽火通信不断加大研发投入。2021年，该公司营业收入263.15亿元，同比增长24.87%；净利润2.88亿元，同比增长高达181.52%。公司全年研发投入超过37亿元，研发费用同比增长34.20%。

打造年轻人喜爱的成长平台

“目前我们的第一代产品已经规模商用，第二代更高速率的产品也会在今年正式投产。”能够作为核心人员参与超高速相干硅光芯片及器件的研发，为实现“中国芯”的梦想添砖加瓦，飞思灵模拟IC设计工程师卢鲁璐子觉得“非常有成就感”。

2018年，卢鲁璐子博士毕业于华中科技大学光学工程专业，入职烽火通信旗下的飞思灵微电子从事芯片研发。

烽火通信对青年员工实行导师制、项目组培养，这让卢鲁璐子倍感亲切。她经常与项目组的伙伴们共同学习、探讨国际会议和产业会议的前沿知识。“项目组很像大学的课题组，团队在项目推进艰难的时候，总能互相鼓劲、齐力攻关。”这也使得她能够心无旁骛地投入到科研工作中去。

“科技创新，人才是第一资源。”烽火通信人力资源部副总经理徐东磊介绍，公司每年从全球各大高校招聘的优秀毕业生就有1000多人。通过股权激励、“人才房”项目等，提高人才归属感，促进企业与人才共同发展。如今，公司员工平均年龄29岁，90后经理人已达数十位。

这里鼓励科研创新，也倡导年轻人喜欢的生活方式。今年春天，《烽火已点亮》RAP视频在光谷朋友圈流传。画面中，一群青年男女头戴鸭舌帽，跳起街舞唱起嘻哈。这群年轻人全部来自烽火通信，作词、表演也均由他们自己完成。

作词徐沐岳，30岁出头，现在国外从事客户经理工作；主唱袁俊，是位刚入职的新员工，属于菲律宾地区部；主唱沈晶聂就职于美洲地区部，在公司奋斗了10年左右，已迈入中层，是一名客户群经理；几位伴舞，来自销售部门、支撑部门等。网友评价：“平常看大家安安静静地都在工位上，暗地里却是个Rapper，太卷了！”

“新发展理念，创新是第一位的。”自主创新，也是习近平总书记给光谷、给武汉、给湖北布置的“重点课题”。

5月29日，湖北省委召开发布会公布数据：2021年，全省规上工业战略性新兴产业实现营业收入10964.3亿元，高新技术产业增加值达到10196.5亿元，均为首次突破万亿元大关。东湖高新区成为全省优质企业聚集地，拥有4300家国家级高新技术企业，在全省占比近三成。

坚持以创新驱动发展，当前，以湖北东湖科学城为核心，光谷科技创新大走廊建设加快推进。

全球创新指数，武汉再进位。不久前，世界知识产权组织发布2021年全球创新指数，武汉排名连续4年上升，位列世界城市集群第25位，城市发展含“新”量不断递增。

本报武汉6月12日电

中青报·中青网记者 朱娟娟 通讯员 凃燕 来源：中国青年报

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来源：中国青年报

硅光芯片：并非电子芯片的“对头”而是“伙伴”

李培刚

北京邮电大学教授、博士生导师

当下科技竞争日趋激烈，最受人关注的芯片技术更是日新月异。当IBM研发出2纳米制程芯片的消息尚未传开，台积电和其合作伙伴就宣布取得了1纳米以下制程芯片技术突破。业内普遍认为，人类正一步步逼近电子芯片的物理理论极限。

硅光芯片具有高运算速度、低功耗、低时延等特点，且不必追求工艺尺寸的极限缩小，在制造工艺上，也不必像电子芯片那样严苛，必须使用极紫外光刻机（EUV）。

那么，硅光芯片能否突破摩尔定律的“天花板”，开辟新的“赛道”？

仍存需要突破的技术瓶颈

“硅光子技术的概念很早就有人提出了，但是要做好硅光芯片，并不是很容易。”北京邮电大学教授、博士生导师李培刚告诉科技日报记者，早在上世纪90年代，IT从业者就开始为传统半导体芯片产业寻找继任者，光子计算一度被认为是最有希望的未来技术。“因技术上的原因，直到21世纪初，以Intel和IBM为首的企业与学术机构才率先重点发展硅芯片光学信号传输技术，期望能用光通路取代芯片之间的数据电路。”李培刚说。

李培刚告诉记者，硅光芯片制造技术是基于硅和硅基衬底材料，利用互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺进行光器件开发和集成的技术，其结合了集成电路技术超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，与现有的半导体晶圆制造技术是相辅相成的。

李培刚表示，我国十分重视硅光芯片产业的发展。但刚开始时，国内的高端硅光芯片以设计为主，流片主要还是在国外，芯片制备的周期长、成本高，制约了我国硅光子技术的发展，“加之国外限制中国的芯片技术发展，采取了一系列措施，对我国硅光芯片企业的发展造成了较严重的影响。”

李培刚告诉记者，硅光技术发展主要可以分为3个阶段：第一，硅基器件逐步取代分立元器件，即用硅把光通信底层器件做出来，达到工艺的标准化；第二，集成技术从耦合集成向单片集成演进，实现部分集成，再把这些器件像乐高积木一样，通过不同器件的组合，集成不同的芯片；第三，光电一体技术融合，实现光电全集成化。把光和电都集成起来，实现更加复杂的功能。“目前硅光技术已经发展到了第二阶段。”李培刚说。

在他看来，尽管硅光技术日趋成熟，硅光芯片即将进入规模化商用阶段，但是仍存在需要突破的技术瓶颈，如设计工具非标准化、硅光耦合工艺要求较高以及晶圆自动测试及切割等存在技术性挑战。

李培刚认为，我国在硅光芯片的研发上已经取得了技术突破，但在产业化方面，国产硅光芯片产业化技术还存在一些问题，包括结构设计、制造工艺、器件封装和应用配套等，需要不断发展成熟，“除了技术本身，硅光芯片的产业化也会受到材料、工艺、装备、软件、人才以及市场生态等综合因素的影响。所以，在对技术方面的研发进行投入之外，形成一个好的产业生态，搭建平台、优化生态，产业链上下游加大合作，对于硅光芯片的发展也是非常重要的。”李培刚说。

我国硅光芯片发展迅速

2017年11月28日，工信部正式批复同意武汉建设国家信息光电子创新中心，该中心由光迅科技、烽火通信、亨通光电等国内多家企业和研发机构共同参与建设，汇聚了国内信息光电子领域超过60%的创新资源，承载着解决我国信息光电子制造业“关键和共性技术协同研发”及“实现首次商业化”的战略任务，着力破解信息光电子“缺芯”的局面。

2017年，上海市政府将硅光子列入首批市级重大专项，投入大量经费，布局硅基光互连芯片的研发和生产，旨在打造硅光芯片全产业链，掌握关键核心技术，让国内企业摆脱对国外供应商的依赖。

2018年10月，由重庆市政府重磅打造的国家级国际化新型研发机构联合微电子中心有限责任公司在重庆注册成立，首期投资超100亿元。

工信部2017年底发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图（2018—2022年）》指出，目前高速率光芯片国产化率仅3%左右，要求2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%，高端光电子芯片国产化率突破20%。

在政策支持下，我国硅光芯片发展迅速。2018年1月，国内第一个硅光子工艺平台在上海成立，缩小了我国在加工制造上与国外的差距。

2018年8月29日，中国信科宣布我国首款商用“100G硅光收发芯片”正式投产。

2019年9月，联合微电子中心有限责任公司实现了8英寸硅基光电子技术工艺平台的通线。仅仅几个月，其自主开发的硅光工艺就达到了非常好的水平，并正式向全球隆重发布“180nm成套硅光工艺PDK”，这标志着该公司具备硅基光电子领域全流程自主工艺制造能力，开始向全球提供硅光芯片流片服务。

国家层面，支持硅光技术的利好政策纷至沓来，各地政府也纷纷入局。上海市明确提出发展光子芯片与器件，重点突破硅光子、光通讯器件、光子芯片等新一代光子器件的研发与应用，对光子器件模块化技术、基于CMOS的硅光子工艺、芯片集成化技术、光电集成模块封装技术等方面的研究开展重点攻关。湖北省、重庆市、苏州市等政府都把硅光芯片作为“十四五”期间的重点发展产业。“根据各地的规划来看，很难看出各地布局实质性差异。各地将发挥自己原有的芯片产业基础，并积极引进新的企业，各尽所能发展硅光芯片产业。”李培刚说。

光与电未来将携手共赢

硅光技术因其诸多特性，已经成为业界下一个追逐的目标。随着产业化技术的不断成熟，产业环境不断优化，我国硅光芯片产业正蓄势待发。

根据英特尔的硅光子产业发展规划，硅光模块产业已经进入快速发展期。2022年，硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面将全面超越传统光模块，预测硅光模块的市场增速为40%，2024年达到39亿美元，届时有望占据整体市场规模的21%。

“目前来看，光和电是在两个‘赛道’上，各有自己的应用场景。在逻辑运算领域，未来的趋势是光电集成，要实现全光计算还需要很长的一段时间。”李培刚说，光子集成电路虽然目前仍处于初级发展阶段，不过其成为光器件的主流发展趋势已成必然。

“总体来说，目前只在个别计算和传输领域，光子芯片可以替代电子芯片。”李培刚说，在制造工艺上，两者虽然在流程和复杂程度上相似，但光子芯片对结构的要求不像电子芯片那样严苛，一般是百纳米级，“这大大降低了对先进工艺的依赖，在一定程度上缓解了当前芯片发展的瓶颈问题”。

“光有光的优势，电有电的优势。”李培刚说，在某些应用场景中，两者有竞争，但更多的时候，二者是共赢关系。

“硅光芯片技术目前还没有电子芯片成熟，所以未知的因素很多，未来应把两者很好地衔接起来。”李培刚认为，电子集成电路和光子集成电路之间是互补的关系。“未来我们可以充分利用光子集成电路高速率传输和电子集成电路多功能、智能化的优点，在新的‘赛道’上跑出更好成绩。”李培刚说。

记者 吴长锋

来源： 科技日报

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