2025西部光电展技术篇②：这些光子技术正重塑行业格局

Sueuel 光电汇OESHOW

2025年02月14日 17:01 上海

前两天，光电汇编辑介绍了2025西部光电展上呈现的几项重要技术进展（2025美国西部光电展上，脱颖而出的光学技术），获得了业内高度关注。那么作为实际参与者，又看到了西部展上哪些热议的话题，听到了哪些大咖的观点？我们编译整理了Photonics的特约编辑Andreas Thos观后感，让我们一起看看光子技术正在如何重塑行业格局。

一、技术变革与人际信任的双重奏

本次展会上不仅有精彩纷呈的科学报告，还有近1400个公司参展，规模宏达。社交互动始终是展会的核心所在。与许久未见的老友重逢叙旧，结识志同道合的新朋友，无论是过去还是现在，这始终都是人们不惜投入大量资源前来参会的重要动力。

对于众多企业而言，参展设展同样也是为了借助这一平台拓展人脉、增进交流。回顾疫情期间的经历，我们深刻认识到，虚拟会议虽能在一定程度上满足沟通需求，但永远无法替代面对面握手交流所带来的真实感与亲近感。

面对面的交流互动，是建立信任的基石，而信任则是未来一切成功合作关系的根本，无论是商业领域的合作，还是科研项目的协同攻关，概莫能外。在当前政治局势日趋紧张的大背景下，正是凭借专家们彼此之间深厚的信任，才使得他们即便在政治立场上存在差异，也依旧能够携手共进，持续开展合作研究。

在Andreas Thos看来，在全球自由贸易与合作面临政治压力的情况下，维持跨国界的信任似乎是个很有价值的理念。此次展会期间，还举办了自行车之旅、SAP德国之夜、Optica鸡尾酒会等社交活动。最令人称奇的莫过于Minna画廊的即兴演奏会——十位光子学专家化身乐手演绎经典，在台上尽情跳舞，就连一位知名的德国公司CEO都参与进来了。人们可能在政治观点上存在分歧，但当大家一起尽情狂欢时，这些分歧就会退居幕后。

Minna Gallery为Photonics West与会者举办了一场晚间即兴演奏会。图源：Andreas Thoss

二、光子学"半导体化"：产业链的范式革命

谈及高科技领域最具影响力的发展趋势，人工智能与大数据无疑占据着领先地位。然而，在这两大领域中，能耗问题却成为亟待攻克的关键难题。集成光子解决方案作为应对能耗挑战的有力手段，已引发广泛的关注与深入探讨。但要让这些方案在实际应用中充分发挥效能，就必须将其深度融入半导体制造工艺体系之中。

欧洲光子学产业联盟（EPIC）组织的“光子制造优化与规模化峰会”揭示了光子行业明确走向。Physik Instrumente（PI）的光子学负责人Scott Jordan更是精准地用 “光子学的半导体化” 这一极具前瞻性的术语，对这一发展潮流进行了高度概括与总结。他深入剖析并生动展示了光子学正沿着半导体曾经走过的成功路径稳步前行，逐步迈向新的发展阶段。

展望2025年，光子学的 “半导体化” 进程具体将体现在哪些方面呢？

首先，在光子学组件的生产环节，规模化扩张与工艺自动化升级将成为核心任务。其中，对准工艺不仅是主要的成本驱动因素，更是近期技术创新的重点攻坚方向。正如Scott Jordan所阐述的那样，并行化技术（例如在阵列对准领域的应用）将成为有效降低成本的关键路径。紧随其后的，是大力推进产业生态系统的完善与发展，积极推动自动化测试技术的广泛应用以及 “一次成功” 制造流程的全面实施。令人意外的是，Scott Jordan却认为行业标准的制定在一定程度上会抑制创新活力。而在Andreas Thos看来，行业标准恰恰是推动整个产业实现规模化、可持续发展的重要支撑与保障。

关于先进测试技术，EXFO业务部门总监Leo Y. Lin提到了一个近期频繁被提及的行业估算数据：在电子领域，芯片价值占比高达90%，而测试、组装和封装（TAP）环节仅占10%；反观光子学领域，情况则截然不同，TAP环节占比高达80%，芯片制造仅占20%。

关于光子集成电路（PIC）生产过程中的测试技术细节，他有以下几个见解：

1.行业迫切需要高效的测试手段，以实现对大批量晶圆的精准表征与有效验证。

2.晶圆级边缘耦合技术与高性能测试方法，对于准确识别已知合格芯片（KGD）、从源头确保产品质量起着至关重要的作用。

3.借助单一软件接口，能够实现从 CAD 文件到数据分析的全流程自动化操作。

4.充分运用人工智能和机器学习技术，可有效预测并提前规避不良电路问题。

Leo Y. Lin的观点与当前行业内的最新发展态势高度契合。就在西部光电展展前一周，半导体行业巨头格芯（GlobalFoundries）重磅宣布，将在纽约州北部投资7亿美元建设一座硅光子学工厂。其中，5.75亿美元将专项用于其先进封装和光子学中心的建设，该中心除承担封装任务外，还将具备先进的组装与测试功能，助力产业升级。

三、光计算时代即将来临？

随着集成光子学供应链的持续演进与完善，行业内对芯片层面新型光子解决方案的探索热情愈发高涨。近年来，部分初创企业将研发重心聚焦于光子处理器领域。而近期，研究热点逐渐转移至光子互连技术，旨在突破处理单元之间的数据传输瓶颈，提升数据传输效率。

在这一发展趋势之下，德国初创公司Q.ANT却另辟蹊径，全力推广一种完全基于光子技术的处理单元。Q.ANT背后由通快集团（TRUMPF group）提供资金支持，具备雄厚的发展实力。该公司在量子传感器领域历经探索与积累，成功实现了从创意构思到产品落地的转化。此外，公司还曾涉足量子计算机领域的研究，但为了专注于更具市场需求的项目，暂时搁置了这一研究方向。

Q.ANT期望通过自主研发的光处理单元，在芯片层面将人工智能系统的能耗降低30倍，为解决人工智能领域的能耗难题提供创新方案。

公司创始人兼首席执行官Michael Förtsch透露：“我们制定了详细的发展路线图，目标是在两年半内,在人工智能特定任务处理能力上超越图形处理单元（GPU）。”Q.ANT的原生处理单元作为一款模拟计算机，同时也是新型人工智能加速器，能够将能耗降低多达30倍，展现出强大的技术优势。Q.ANT在技术研发过程中融合了多种先进技术，其中薄膜铌酸锂更是作为核心技术，有望成为大多数光子集成电路（PIC）研究人员梦寐以求的 “杀手级应用” 技术，引领行业变革。

四、备受瞩目的核聚变，商业化应用还有多远？

在过去的两届光子学西部展上，激光核聚变一直是备受瞩目的热门话题。在今年的激光应用与系统工程会议（LASE Conference）上，Constantin Haefner就核聚变发展路线图中应涵盖的关键基准问题发表了深刻见解。他指出，当前亟待明确核聚变发展过程中面临的科学、技术以及经济等多方面瓶颈，构建完善的供应链体系，并妥善解决相关监管政策问题。

他强调：“挑战与机遇并存，核聚变领域的每一项挑战，都孕育着巨大的创新机遇与成功可能。未来核聚变发电厂市场的需求规模，将远远超出目前全球光学和激光组件的生产供应能力。”

此外，激光核聚变研究领域的传奇人物、初创公司Longview Fusion Energy Systems的创始人Ed Moses还带来了振奋消息：基于NIF实验成果的聚变电站规划蓝图已更新，他设想未来核聚变发电厂能够实现每秒15次发射的高效运行。在靶材选用方面，铅将取代金，塑料外壳将替代珍贵的钻石球，通过这些创新举措，有望将每个靶材的成本大幅降至 0.25美元。他表示，“我们是目前唯一一家掌握相关物理实证的企业。基于这一坚实基础，我们坚信在未来十年内，激光核聚变技术有望实现重大突破并投入实际应用。”

尽管Andreas Thos对国家点火装置（NIF）所取得的成就深表钦佩，但在核聚变技术的发展前景上，其仍持有相对谨慎的态度。截至目前，尚未有研究成果能够证明壁插效率大于1，同时，我们也尚未见到达到所需规模的二极管泵浦激光系统。在实现核聚变技术广泛应用这一宏伟目标之前，还有诸多关键问题亟待深入研究与解答。

值得欣慰的是，目前已有多个项目积极投身于构建核聚变所需供应链的工作当中。以德国为例，一系列相关项目，如致力于研发效率更高、成本更低的二极管激光器项目，已成功获得政府资金支持。无论核聚变技术最终能否如期实现商业化应用，这些更高效、更廉价的二极管在众多领域都将拥有广阔的应用前景与巨大的实用价值。