光通信器件是光通信系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)，是光傳輸系統(tǒng)的重要器件，其技術(shù)是光通信領(lǐng)域中具有前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的戰(zhàn)略必爭(zhēng)高技術(shù)，該技術(shù)代表一個(gè)國(guó)家在光通信領(lǐng)域的水平能力。本文首先介紹了中國(guó)光通信器件的發(fā)展史以及中國(guó)光器件技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，其次闡述了中國(guó)光通信器件發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，最后介紹了光通信器件的發(fā)展趨勢(shì)以及發(fā)展我國(guó)光通信器件的建議，具體的跟隨小編一起來(lái)了解一下。

中國(guó)光通信器件的發(fā)展史

光器件分為有源器件和無(wú)源器件。光有源器件是光通信系統(tǒng)中將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)或?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的關(guān)鍵器件，是光傳輸系統(tǒng)的心臟，主要包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）、光電二極管（PIN）、雪崩光電二極管（APD）、摻鉺光纖放大器（EDFA）、拉曼光放大器及調(diào)制器等。光無(wú)源器件是光通信系統(tǒng)中需要消耗一定能量、但沒(méi)有光電或電光轉(zhuǎn)換的器件，是光傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，主要包括光纖連接器、耦合器、波分復(fù)用器、光開(kāi)關(guān)、光衰減器和光隔離器等。

1） 光有源器件發(fā)展史

中國(guó)光有源器件的研究始于20世紀(jì)70 年代。當(dāng)時(shí)西方國(guó)家根據(jù)所謂“巴統(tǒng)”規(guī)定，對(duì)中國(guó)進(jìn)行高新技術(shù)的封鎖和禁運(yùn)，于是，中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、武漢郵電科學(xué)研究院、中國(guó)電子科技集團(tuán)第44研究所、第13研究所，自力更生，研制了波長(zhǎng)為850 nm的短波長(zhǎng)激光器。此后，這些單位又開(kāi)發(fā)了波長(zhǎng)為1310和1550 nm的長(zhǎng)波長(zhǎng)激光器，滿足了中國(guó)光通信起步階段的需要。

1993 年之前，中國(guó)光通信所需的光有源器件，基本上由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商提供，以致西方國(guó)家認(rèn)識(shí)到在有源器件等方面再用“巴統(tǒng)”規(guī)定，對(duì)中國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖和禁運(yùn)，反而會(huì)失去中國(guó)的巨大市場(chǎng)，得不償失，于是只得宣告“巴統(tǒng)”規(guī)定失效，國(guó)外的光有源器件開(kāi)始大量涌入中國(guó)市場(chǎng)。

隨著光通信技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)光有源器件的技術(shù)要求愈來(lái)愈高。雖然中國(guó)有關(guān)單位做出很大努力，跟蹤世界潮流，取得了量子阱半導(dǎo)體材料與器件技術(shù)的突破，分布反饋（DFB）半導(dǎo)體激光器等先進(jìn)器件的實(shí)驗(yàn)室水平也有很大提高，但由于投入的人力和物力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，與國(guó)際先進(jìn)水平的差距日顯拉大。

目前，中國(guó)只有少數(shù)幾家單位能自主生產(chǎn)激光器和探測(cè)器管芯，而且僅限于10 Gbit/s以下速率的管芯。中國(guó)光通信設(shè)備和系統(tǒng)所需的高速率管芯、單元器件及摻鉺光纖均需要進(jìn)口，有源器件公司大都購(gòu)買國(guó)外管芯做器件、購(gòu)買國(guó)外的器件做模塊、購(gòu)買國(guó)外的摻鉺光纖做放大器組裝，光通信設(shè)備公司購(gòu)買國(guó)外的模塊做系統(tǒng)。

2） 光無(wú)源器件的發(fā)展歷史

中國(guó)開(kāi)展光無(wú)源器件的研究，是從20世紀(jì)70年代后期隨著光纖技術(shù)的出現(xiàn)而開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)光纖的連接是光纖通信必須解決的6大問(wèn)題之一，此外還要解決分路、開(kāi)關(guān)及波長(zhǎng)復(fù)用等問(wèn)題。于是，中國(guó)電子科技集團(tuán)第23研究所、武漢郵電科學(xué)研究院固體器件研究所（現(xiàn)武漢光訊科技股份有限公司）和中國(guó)電子科技集團(tuán)第34研究所等單位，白手起家，致力于全光纖結(jié)構(gòu)和微光學(xué)分立元件組合型的研究，開(kāi)發(fā)了多模光纖連接器、拼接型和熔融拉錐型的光耦合器和機(jī)械式光開(kāi)關(guān)等產(chǎn)品，滿足了當(dāng)時(shí)短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)多模光纖通信研究的需求。

此后，光通信進(jìn)入單模長(zhǎng)波長(zhǎng)階段并開(kāi)始大量應(yīng)用，對(duì)光無(wú)源器件不僅技術(shù)上的要求更高，而且在數(shù)量上也與日俱增，迫切要求產(chǎn)業(yè)化。在光連接器方面首先引進(jìn)了光學(xué)定心切削加工的APT 連接器生產(chǎn)線，滿足了國(guó)內(nèi)單模光通信發(fā)展初期的需求。此后隨著陶瓷套管大批量生產(chǎn)技術(shù)的成功，光連接器的質(zhì)量有了進(jìn)一步的提高，而且易于裝配，于是出現(xiàn)眾多組裝散件生產(chǎn)連接器的公司。在光纖耦合器方面，引進(jìn)了由微機(jī)控制的熔融拉錐設(shè)備，使耦合器的生產(chǎn)變得十分簡(jiǎn)單；更為可喜的是，通過(guò)理論研究和實(shí)踐探索，同一臺(tái)設(shè)備上可以生產(chǎn)出各種寬帶耦合器和雙波長(zhǎng)的波分復(fù)用器，產(chǎn)品性能優(yōu)良，于是形成了光耦合器的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，中國(guó)光通信系統(tǒng)中所用的光連接器和光耦合器絕大部分都是國(guó)產(chǎn)的。

當(dāng)時(shí)，初看起來(lái)光無(wú)源器件的產(chǎn)業(yè)似乎比光有源器件發(fā)展快，但是在這輝煌的背后，還存在一些問(wèn)題。如光纖連接器用陶瓷套管的毛坯還需要進(jìn)口，光纖連接器技術(shù)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)幾乎為零。到了20世紀(jì)末、21世紀(jì)初，隨著光纖接入網(wǎng)、密集波分復(fù)用系統(tǒng)和全光通信網(wǎng)的發(fā)展，現(xiàn)有的能進(jìn)行大批量生產(chǎn)的光無(wú)源器件已不能完全滿足需要。例如，高光纖密度的配線架要求小型化光纖連接器、熔融拉錐設(shè)備無(wú)法生產(chǎn)密集型波分復(fù)用器、傳統(tǒng)小端口數(shù)的光開(kāi)關(guān)不能級(jí)聯(lián)形成大端口數(shù)的矩陣光開(kāi)關(guān)等。這些問(wèn)題迫使人們不能停留在低端產(chǎn)品的生產(chǎn)和競(jìng)爭(zhēng)上，必須研制高端的光無(wú)源器件產(chǎn)品，以滿足光纖通信發(fā)展的需求。針對(duì)這些問(wèn)題，一些單位經(jīng)過(guò)努力，如引進(jìn)小型光連接器的組裝夾具、采用微光器件的結(jié)構(gòu)研制了可以復(fù)用幾路、甚至十幾路的密集波分復(fù)用器。但要解決幾十路以上的波分復(fù)用和大端口數(shù)的矩陣光開(kāi)關(guān)問(wèn)題，只能采用光子集成器件。目前，中國(guó)無(wú)源器件的水平與國(guó)外的差距不大，甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

中國(guó)光器件技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)十分重視光通信器件的研發(fā)，通過(guò)國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃安排專題，組織技術(shù)攻關(guān)，跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)等措施的實(shí)施，極大地推動(dòng)了光通信器件的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作。從國(guó)家到省市各級(jí)政府充分調(diào)動(dòng)各種資源，積極營(yíng)造了良好的發(fā)展環(huán)境和條件，在技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，中國(guó)的企業(yè)已經(jīng)掌握了大批關(guān)鍵技術(shù)，某些項(xiàng)目的研發(fā)能力已接近國(guó)際先進(jìn)水平，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端光通信器件技術(shù)與產(chǎn)品已在光網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用，光器件產(chǎn)業(yè)逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)已成為全球光器件的重要生產(chǎn)銷售基地。但在產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)整體水平上與國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距。中國(guó)在光器件領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐、美、日等國(guó)家，居前10位的光器件供應(yīng)商中，只有武漢光迅科技股份有限公司排在全球第5位，僅占全球市場(chǎng)份額的5%（圖5），其他中國(guó)廠商的市場(chǎng)份額均非常小，絕大多數(shù)不到1%。面對(duì)擁有全球最大光通信市場(chǎng)、最完整產(chǎn)業(yè)鏈、優(yōu)質(zhì)光系統(tǒng)設(shè)備廠商的中國(guó)市場(chǎng)，這樣的市場(chǎng)份額顯然是不相匹配的。

圖5 2015 年全球光電子器件企業(yè)排名

在通信光電子器件的基礎(chǔ)理論研究方面，中國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比差距不大。但關(guān)鍵工藝技術(shù)的好壞和裝備條件平臺(tái)的薄弱是制約中國(guó)通信光電子器件研究開(kāi)發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”，在相關(guān)器件的關(guān)鍵技術(shù)方面的突破與掌握能力、器件工藝的研究和創(chuàng)新能力、工藝技術(shù)研究的關(guān)鍵裝備條件水平等方面與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距。

雖然中國(guó)關(guān)于通信光電子材料、芯片與集成技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究和基礎(chǔ)工藝在高等院校和一些專門的研究院所開(kāi)展得較為充分，但同樣由于工藝技術(shù)和裝備條件水平的限制，一些基礎(chǔ)理論與工藝的研究與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，缺乏足夠的針對(duì)性和實(shí)際指導(dǎo)意義，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)前沿研究成果多、而成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用少的矛盾十分突出，中國(guó)通信光電子器件的“空芯化”問(wèn)題非常嚴(yán)重。而且與國(guó)外先進(jìn)水平相比，近年來(lái)有差距越來(lái)越大的危險(xiǎn)趨勢(shì)。

光通信市場(chǎng)需求高漲也帶來(lái)了對(duì)上游芯片產(chǎn)品的需求。中國(guó)市場(chǎng)的光通信芯片主要依賴其他國(guó)家供應(yīng)商。目前，在芯片領(lǐng)域已經(jīng)有少數(shù)中國(guó)企業(yè)取得了突破，武漢光迅科技股份有限公司和河南仕佳光子科技有限公司能提供商用無(wú)源AWG及Splitter芯片；武漢光迅科技股份有限公司、海信集團(tuán)有限公司、華工正源光子技術(shù)有限公司能生產(chǎn)10 Gbit/s 以下速率的有源芯片，但25 Gbit/s有源芯片，包括VCSEL、DFB、EML、PIN、APD，全部依靠進(jìn)口。華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司等設(shè)備廠商及一些領(lǐng)先的光器件企業(yè)也在進(jìn)行芯片研制。中國(guó)在芯片領(lǐng)域取得了一定的突破，但是還沒(méi)有形成規(guī)模，以中低端芯片為主。由于在光通信芯片方面主要依賴進(jìn)口，因此中國(guó)光器件企業(yè)在市場(chǎng)需求高漲的同時(shí)利潤(rùn)空間并不大，芯片成為下游企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)制約因素。中國(guó)光通信芯片產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展可能會(huì)是來(lái)自下游的光器件和系統(tǒng)企業(yè)向上游延伸發(fā)展，垂直整合，研制芯片。在上游的芯片和下游的系統(tǒng)設(shè)備領(lǐng)域均比較集中的情況下，光器件廠商有較強(qiáng)的動(dòng)力向上游拓展，一些實(shí)力較強(qiáng)的光器件廠商將會(huì)在上游取得突破。

中國(guó)的光電子器件企業(yè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端核心技術(shù)不多，對(duì)國(guó)外芯片和特種材料的依賴性較大，具有核心競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)品較少，企業(yè)整體實(shí)力仍然偏弱，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理，同質(zhì)化嚴(yán)重，所提供的產(chǎn)品也多集中在中低端，產(chǎn)品附加值不高，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和盈利能力還有待提高。雖然有些器件制造企業(yè)具有一定的生產(chǎn)規(guī)模，但是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的技術(shù)和工藝基礎(chǔ)較為薄弱，不少企業(yè)不得不依靠在中低端產(chǎn)品方面的惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和低廉的勞動(dòng)力成本來(lái)艱難地維持生存，并逐漸淪為缺乏核心技術(shù)、沒(méi)有自主品牌、給其他國(guó)家公司打工的OEM工廠。在技術(shù)含量和附加值較高的如10 Gbit/s以上速率的有源光器件、100 Gbit/s光模塊等高速產(chǎn)品方面，核心技術(shù)缺失，商用化進(jìn)程緩慢，真正具備材料外延生長(zhǎng)、管芯制作等全套工藝線及從芯片到器件、到模塊垂直集成能力的企業(yè)屈指可數(shù)。上游材料和芯片的薄弱導(dǎo)致相應(yīng)的光器件、組件及模塊發(fā)展受到制約，采購(gòu)渠道受日、美等國(guó)家控制。此外，一些國(guó)際知名光器件及芯片企業(yè)為了降低成本和把握中國(guó)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，紛紛將研發(fā)、生產(chǎn)、封裝測(cè)試及銷售環(huán)節(jié)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步擠壓了中國(guó)企業(yè)的市場(chǎng)空間［6］。

對(duì)于高端光器件技術(shù)，基本上都掌握在國(guó)外廠商手中，中國(guó)的光通信廠商雖然也在加強(qiáng)這方面的研發(fā)投入，但是與國(guó)際主流器件商的差距依然很大。100 G高端器件幾乎全部依賴進(jìn)口，包括集成可調(diào)諧激光器組件ITLA（integrable tunable laser assembly）、集成相干發(fā)射機(jī)ICT（integrated coherent transmitter）、集成相干接收機(jī)ICR（integrated coherent receiver）及100 G客戶側(cè)器件；智能光網(wǎng)絡(luò)用無(wú)色、無(wú)向、無(wú)阻塞的可重構(gòu)光分插復(fù)用器CDC ROADM （colorless/directionless/contentionless reconfigurable optical add/dropmultiplexer）、波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)WSS（wavelength selective switch）、光交叉連接設(shè)備OXC（opticalcross connect）也主要依賴進(jìn)口。中國(guó)高端技術(shù)和產(chǎn)品的缺乏還直接導(dǎo)致了中國(guó)光纖通信設(shè)備制造廠家（如華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司、烽火等），不得不依靠大量進(jìn)口高端器件來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)備，嚴(yán)重制約了這些設(shè)備企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，影響其在國(guó)際市場(chǎng)戰(zhàn)略地位的進(jìn)一步提升和快速發(fā)展。

總之，中國(guó)光通信設(shè)備商所需的高端核心器件，幾乎完全依賴從美國(guó)、日本、歐洲進(jìn)口；高端光電子器件所需的高速光電芯片也幾乎完全依賴進(jìn)口，受制于其他國(guó)家芯片供應(yīng)商。作為光通信產(chǎn)業(yè)的核心一環(huán)，基礎(chǔ)芯片和器件供應(yīng)商的壯大，關(guān)系到中國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力，已成為制約中國(guó)光通信長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

中國(guó)光通信器件發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

1、關(guān)鍵工藝技術(shù)能力和工藝平臺(tái)水平與國(guó)外相比存在較大的差距

在通信光電子器件的基礎(chǔ)理論研究方面，我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比差距不大。但關(guān)鍵工藝技術(shù)的好壞和裝備條件平臺(tái)的薄弱是制約我國(guó)通信光電子器件研究開(kāi)發(fā)和可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”，我們?cè)谙嚓P(guān)器件的關(guān)鍵技術(shù)方面的突破與掌握能力、器件工藝的研究和創(chuàng)新能力、工藝技術(shù)研究的關(guān)鍵裝備條件水平等方面與國(guó)外存在較大差距。雖然我國(guó)關(guān)于通信光電子材料、芯片與集成技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究和基礎(chǔ)工藝在大學(xué)和一些專門的研究院所開(kāi)展得較為充分，但同樣由于工藝技術(shù)和裝備條件水平的限制，一些基礎(chǔ)理論與工藝的研究與實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，缺乏足夠的針對(duì)性和實(shí)際指導(dǎo)意義。導(dǎo)致國(guó)內(nèi)前沿研究成果多、而成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用少的矛盾十分突出，中國(guó)通信光電子器件的“空心化”問(wèn)題非常嚴(yán)重。而且與國(guó)外先進(jìn)水平相比，近年來(lái)有差距有越來(lái)越大的危險(xiǎn)趨勢(shì)。

2、高端光電子器件方面的差距日益明顯

中國(guó)的通信光電子器件企業(yè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端核心技術(shù)不多、對(duì)國(guó)外芯片和特種材料的依賴性較大，具有核心競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)品較少，所提供的產(chǎn)品也多集中在中低端，產(chǎn)品附加值不高，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和盈利能力還有待提高；雖然有些器件制造企業(yè)具有一定的生產(chǎn)規(guī)模，但是產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的技術(shù)和工藝基礎(chǔ)較為薄弱，不少企業(yè)不得不依靠在中低端產(chǎn)品方面的惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和低廉的勞動(dòng)力成本來(lái)艱難地維持生存，并逐漸淪為缺乏核心技術(shù)、沒(méi)有自主品牌、給國(guó)外公司打工的OEM工廠。隨著JDSU、Oplink等資金雄厚的國(guó)外器件公司紛紛在中國(guó)安營(yíng)扎寨，人才的爭(zhēng)奪也日趨激烈，國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)面臨優(yōu)秀技術(shù)人才不斷流失的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而國(guó)內(nèi)高端技術(shù)和產(chǎn)品的缺乏還直接導(dǎo)致了諸多在國(guó)際上頗有影響和地位的國(guó)內(nèi)光纖通信設(shè)備制造廠家（比如華為、烽火、中興等），不得不依靠大量進(jìn)口高端器件來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)備，嚴(yán)重制約了這些設(shè)備企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，影響到他們?cè)趪?guó)際市場(chǎng)戰(zhàn)略地位的進(jìn)一步提升和快速發(fā)展。

光通信器件的發(fā)展趨勢(shì)

光集成技術(shù)（PIC）是未來(lái)光器件的主流發(fā)展方向，近年來(lái)一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注和研究的焦點(diǎn)。光子集成技術(shù)相對(duì)于目前廣泛采用的分立元器件，在尺寸、功耗、成本、可靠性等方面優(yōu)勢(shì)明顯，是未來(lái)光器件的主流發(fā)展方向。

近年來(lái)，隨著技術(shù)的逐步積累以及產(chǎn)業(yè)需求的升溫，PIC進(jìn)入較快發(fā)展時(shí)期，中小規(guī)模PIC已經(jīng)成熟并取得廣泛商用，大規(guī)模PIC集成度已達(dá)到數(shù)百個(gè)元器件。PIC 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的參與企業(yè)涵蓋系統(tǒng)設(shè)備商、光器件芯片制造商、綜合服務(wù)提供商、半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)加工廠商Foundry等多個(gè)領(lǐng)域，面向電信和數(shù)據(jù)兩大應(yīng)用市場(chǎng)。

光集成技術(shù)包括基于III-V簇化合物半導(dǎo)體材料的光集成技術(shù)、基于鈮酸鋰電解質(zhì)材料的光集成技術(shù)、基于SiO2絕緣體材料的PIC技術(shù)、硅基材料的光集成技術(shù)、基于聚合物材料的光集成技術(shù)以及基于氮化硅材料的光集成技術(shù)。III-V簇化合物半導(dǎo)體材料的光集成技術(shù)，如GaAs、InP技術(shù)，特別適合光源、探測(cè)器等有源器件的集成；鈮酸鋰材料的光集成技術(shù)，這類材料特別適合研制高速光調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)等，技術(shù)成熟，且市場(chǎng)份額較大；SiO2絕緣體材料的PIC 技術(shù)，適合陣列波導(dǎo)光柵AWG（arrayed waveguide grating）、分路器（splitter ）、熱光器件等多種無(wú)源光波導(dǎo)器件；硅基材料的集成光集成技術(shù)，采用的結(jié)構(gòu)與電子學(xué)的集成電路類似，是未來(lái)光集成、甚至光電集成的重要方向；聚合物材料、氮化硅材料在光集成及光子器件領(lǐng)域同樣占有一席之地。這些集成材料各有所長(zhǎng)，都有各自不同的應(yīng)用市場(chǎng)。不同器件、不同功能、不同材料的混合集成將是光器件技術(shù)的短期發(fā)展方向。

PIC是光器件必然的演進(jìn)方向，也必然造就新一代基于光器件的應(yīng)用系統(tǒng)，而最終的光器件發(fā)展將更加集成化。III-V族材料和硅基材料更為業(yè)界普遍看作未來(lái)光集成技術(shù)的兩大陣營(yíng)，在材料方面，III-V族材料偏向應(yīng)用于有源器件，硅基材料偏向于應(yīng)用無(wú)源器件。III-V族材料在有源器件中廣泛采用，磷化銦是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)通信波長(zhǎng)大規(guī)模單片集成的材料，未來(lái)仍具有一定發(fā)展?jié)摿?，代表性產(chǎn)品是Infinera公司的高速光發(fā)射、接收芯片。然而，磷化銦屬于稀有材料，外延片尺寸較小，在低成本和大規(guī)模生產(chǎn)能力方面受到一定限制。另外，硅光子可將CMOS集成電路上的投資和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到PIC 領(lǐng)域，有效降低成本，提高生產(chǎn)效率，已成為未來(lái)PIC 重要技術(shù)方向之一。硅光子的代表性技術(shù)產(chǎn)品如Luxtera公司的AOC芯片、Cisco公司的CPAK 光模塊、Acacia 公司的相干CFP光模塊，以及Intel 公司致力研發(fā)的混合集成激光器和芯片級(jí)光互聯(lián)技術(shù)等，中國(guó)也有少數(shù)企業(yè)涉足，但規(guī)模有限。

在2014 中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，中國(guó)電信集團(tuán)科技委主任韋樂(lè)平指出，光器件是光通信發(fā)展的瓶頸，光通信成為所有網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成技術(shù)中降價(jià)最慢的領(lǐng)域，其中光器件成本是瓶頸中的瓶頸。硅光子技術(shù)將成為重要突破方向，它是利用現(xiàn)有CMOS 集成電路上的投資、設(shè)施、經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)、制造、封裝光器件和光電集成電路，在集成度、可制造性和擴(kuò)展性方面達(dá)到CMOS的水平，從而在成本、功耗、尺寸上取得突破。通信是硅光子技術(shù)的早期應(yīng)用領(lǐng)域，正如歷史上的晶體管、集成電路、激光器等一樣，通信由于其高技術(shù)屬性往往成為新技術(shù)的早期應(yīng)用領(lǐng)域。然后隨著技術(shù)和工藝的成熟再擴(kuò)展至大眾消費(fèi)領(lǐng)域，形成更大的規(guī)模，進(jìn)一步降低成本，再促進(jìn)其在通信領(lǐng)域的普及，形成技術(shù)的良性循環(huán)。

硅光子技術(shù)在光源方面尚無(wú)可行的技術(shù)路線，目前以混合集成和短距離應(yīng)用為主，正不斷發(fā)展成熟，未來(lái)將承擔(dān)重要角色?？傊瑹o(wú)論是磷化銦，還是硅光子學(xué)，都預(yù)示著光通信行業(yè)即將迎來(lái)深度變革，都將顯著改變光器件的設(shè)計(jì)和未來(lái)。

發(fā)展我國(guó)光通信器件產(chǎn)業(yè)的建議

1、應(yīng)繼續(xù)完善科技創(chuàng)新與成果推廣應(yīng)用

完善產(chǎn)業(yè)政策。根據(jù)國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的研究與產(chǎn)業(yè)化目錄，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，政府通過(guò)政策引導(dǎo)投資方向與重點(diǎn)，對(duì)鼓勵(lì)項(xiàng)目的重要進(jìn)口設(shè)備、材料，在國(guó)內(nèi)沒(méi)有替代產(chǎn)品的情況下，繼續(xù)保持現(xiàn)有稅收優(yōu)惠政策，積極支持民族光器件企業(yè)的創(chuàng)新投入與產(chǎn)業(yè)化；

2、發(fā)揮財(cái)政資金的引導(dǎo)作用，創(chuàng)造良好投融資環(huán)境

充分發(fā)揮創(chuàng)新基金、工程中心補(bǔ)助、技術(shù)改造專項(xiàng)資金、電子發(fā)展基金等各類財(cái)政資金的引導(dǎo)和帶動(dòng)作用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)建立政府導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)投資基金，發(fā)揮財(cái)政資金帶動(dòng)作用，引導(dǎo)社會(huì)資源支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展積極促進(jìn)企業(yè)與資本市場(chǎng)的結(jié)合，創(chuàng)造有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投融資環(huán)境。

3、提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)

應(yīng)持續(xù)完善光器件行業(yè)的創(chuàng)新體系。依托核心企業(yè)，建立、完善創(chuàng)新平臺(tái)，為企業(yè)創(chuàng)新提供支持：繼續(xù)推進(jìn)技術(shù)改造。鼓勵(lì)企業(yè)增加技術(shù)投入，強(qiáng)化企業(yè)的創(chuàng)新基礎(chǔ)。進(jìn)一步促進(jìn)行業(yè)基礎(chǔ)研究成果與工程化、產(chǎn)業(yè)化的銜接，提升產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟或技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟等形式，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作，開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，提高產(chǎn)品技術(shù)水平，促進(jìn)推廣應(yīng)用。積極引導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。向精細(xì)化、節(jié)能環(huán)保型發(fā)展。

4、加強(qiáng)行業(yè)管理，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

制定行業(yè)發(fā)展約束機(jī)制，防止不良競(jìng)爭(zhēng)。加強(qiáng)國(guó)內(nèi)企業(yè)的團(tuán)結(jié)合作，抱團(tuán)抵制外來(lái)企業(yè)的沖擊加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管，防止偽劣產(chǎn)品流入市場(chǎng)擾亂正常市場(chǎng)秩序。

5、加強(qiáng)高端人才培養(yǎng)，積極參與國(guó)際交流合作

圍繞光器件所需高端專業(yè)技術(shù)人才的需求，引進(jìn)國(guó)際上的頂尖人才，帶動(dòng)我國(guó)光器件產(chǎn)業(yè)高端技術(shù)的創(chuàng)新。特別是核心芯片、lC集成電路方面的人才，以實(shí)現(xiàn)高速芯片與lC的自主創(chuàng)新，擺脫核心部分受制于人的狀況。充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)、高等院校、科研院所及各類相關(guān)社會(huì)機(jī)構(gòu)的作用，為行業(yè)的持續(xù)發(fā)展培養(yǎng)各級(jí)各類專業(yè)人才。加強(qiáng)國(guó)際交往與合作，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作，增強(qiáng)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。

6、加強(qiáng)核心關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新

重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)加強(qiáng)核心關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新，加大對(duì)波長(zhǎng)可調(diào)制光源、半導(dǎo)體材料InP和Ploymer工藝研究、高速芯片、高速集成電路lC及光電集成技術(shù)等重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投入；在40G、100G和400G光器件及核心芯片下一代PON用光器件及模塊等領(lǐng)域加快重點(diǎn)研發(fā)技術(shù)/產(chǎn)品的進(jìn)程。在10GPON、40G光器件及模塊產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、低成本直調(diào)了16×2.5Gb/s WDM光纖接入芯片及傳輸模塊產(chǎn)業(yè)化、100G、400G器件與模塊產(chǎn)業(yè)化等項(xiàng)目上大研發(fā)力度。

7、完善產(chǎn)業(yè)鏈配套措施

大力發(fā)展具有原創(chuàng)型的核心技術(shù)、其產(chǎn)品/技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、有創(chuàng)新活力的中小民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展。包括國(guó)家及省出臺(tái)的相關(guān)政策、科技人員創(chuàng)業(yè)、科技成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)鏈主導(dǎo)產(chǎn)品的政府優(yōu)先采購(gòu)等產(chǎn)業(yè)配套政策的落實(shí)由改府牽頭，協(xié)調(diào)企業(yè)運(yùn)營(yíng)相關(guān)政府部門，制定相關(guān)政策，為企業(yè)提供亮效、快捷服務(wù)具體為工商、稅務(wù)、質(zhì)檢、安全、環(huán)保等方面，同時(shí)制定相關(guān)減免稅政策，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)。對(duì)重點(diǎn)企業(yè)，選擇重要項(xiàng)目跟蹤支持，從研發(fā)到成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化，全程服務(wù)，幫助企業(yè)做大做強(qiáng)。