从互连到光计算，甚至量子计算机，欧洲的光子学本月出现了显着增长。

到本世纪末，全球光子学市场预计将超过 1.5 万亿欧元，这得益于增加数据中心人工智能芯片带宽同时降低功耗的需求不断增加。

例如，AI芯片设计商英伟达正在与全球最大的代工厂台积电密切合作，在数据中心中增加环形振荡器等光学元件，以应对AI芯片和机架不断增长的功耗问题。

“随着 GPU 和 AI 带宽数量的增长，规模化结构将需要从铜解决方案过渡到基于光学的解决方案，”650 Group 联合创始人兼技术分析师 Alan Weckel 说。“人工智能数据中心将转向共同封装的光学器件和外部 DWDM 光源。扩大网络对供应商来说是一个增量机会，到 2029 年市场规模将超过 250 亿美元。到本世纪末，整个人工智能网络机会将接近每年 1000 亿美元。

18.8 万欧元的欧洲星光项目也标志着数据中心硅光子学迈出了关键一步。

意法半导体重返光子学领域

这是使用意法半导体与超大规模企业亚马逊网络服务共同开发并于今年早些时候宣布的PIC100硅光子工艺技术。PIC100 使用法国 Crolles 的 300 毫米硅片进行光子芯片的大批量生产，并可选择使用意大利 Agrate 的晶圆厂。对于 StarLight，有 24 个合作伙伴正在开发光引擎的端到端工艺。

意法半导体PIC100工艺中的低损耗硅波导

意法半导体光学和射频代工部门总经理Sylvie Gellida告诉eeNer:破高膙辚?f然揩襮嫛蟿F鸠5pep=k?确矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鹆黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鲩M(缬s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫s Europe：“星闪正处于意法半导体数据中心业务战略的十字路口，即将欧洲定位为支持人工智能和数据中心革命的领导者。

“我们在硅光子学与 BiCMOS 和 StarLight 生态系统以及星光之外的生态系统相结合方面雄心勃勃，我们在欧洲和欧洲以外拥有合适的合作伙伴，以高速创新的方式成为这场革命的一部分，这对下一代技术至关重要，”

“硅光子学在未来几年将变得至关重要，”她说。第一个目标是用于数据通信模块的光学引擎，因为这是当今爱立信和德国柏林初创公司 Sicoya 等项目合作伙伴的最大市场份额。

爱立信将专注于提高移动网络效率的两个概念。第一个涉及开发集成交换机，以在无线接入网络内实现光卸载，从而更有效地处理数据流量。第二个概念探索光纤无线电技术，将功率密集型处理 ASIC 从天线单元上移开，从而增加容量。

爱尔兰戈尔韦的 Mbryonics 还将在自由空间光纤 （FSO） 通信接收处开发自由空间到光纤接口，这是天基光通信系统设计的关键要素。

“我们将致力于不同的异构集成，我们还在包装方面工作，需要开发凸块和微块，”她说

“我们正在意法半导体开发另一项具有TSV功能和紧凑型调制器的技术，这将提高光学引擎的功率效率，”Gellida说。

基线是今年年底的 PIC100。该堆栈包括带有 Si 和 SiN 波导的光学引擎的所有元件，带有非常高效的边缘耦合器、高速 50GHz 调制器、具有 80Ghz 带宽的光电二极管，这对于 Rx 的集成非常重要，而不仅仅是 Tx，这对物料清单非常有用

“从这个基线开始，我们将在一侧集成 TSV 和调制器，”她说。“今天，我们每通道 25G，并研究将不同的材料评估到 400Gbit/s。”

“对于小芯片，我们有一个 2028 年年中的生产路线图，因此原型设计将于明年开始，我们已经在参与其中

该项目目前正在对每通道带宽为 200Gbit/s 的设备进行原型设计，明年量产，2027 年每通道 400G 原型设计，2028 年量产

“我们的工作方式是，我们有一个专有的 PDK，我们将其交付给 StarLight 合作伙伴和客户，他们正在使用 PDK 进行定制 IP 设计，”她说。

“星光在意法半导体的创新战略中非常重要，但这不是唯一的，我们也可以与其他各方建立联系，”她说。“在星光之外，我们正在与几家有前途的初创公司合作开发创新解决方案。”

但欧洲光子学的机会不仅仅涵盖通信。“我们不会忘记包括传感和激光雷达在内的新兴市场，与 Steerlight 合作开发硅基激光雷达，”她说。

该项目还致力于新材料：将与 SOITEC、CEA-LETI、imec、巴黎萨克雷大学、III-V 实验室和 Lumiphase 一起探索各种先进材料，探索绝缘体上硅 （SOI）、铌酸锂 （LNOI） 和钛酸钡 （BTO）。

在 Crolles 附近，一家法国光子学初创公司在 B 轮融资中筹集了 50m 欧元，其中包括 Nvidia 和 Bosch Ventures，用于世界领先的数据中心技术。

Scintil Photonics 开发的 Scintil 异构集成光子学 （SHIP） 工艺技术能够在单个芯片上集成多个光学器件，包括激光器、光电二极管和调制器。这使得总部位于格勒诺布尔的研究实验室 CEA-Leti 的 Scintil 能够用单芯片替换数十个传统上独立的部件。Leti 也是 StarLight 项目的一部分。

SHIP技术可实现小芯片的低功耗、高密度光连接，边缘带宽密度为6.4 Tbps/mm，功耗约为传统可插拔设计的六分之一。该技术专为纵向扩展 GPU 集群和新兴 AI 系统而设计，并具有参考打包和集成支持以加速部署。

这笔资金使 Scintil 能够扩大其在法国和包括美国在内的国际上的员工，并加速其单芯片 DWDM（密集波分复用）光引擎的生产，将多波长激光器与硅光子学集成在一起，用于下一代共封装光学 （CPO）。

分析师 Omdia 光学元件和先进光纤负责人 Daryl Inniss 表示：“密集波分复用 （DWDM） 联合封装光学器件是一种差异化因素，它支持在下一代人工智能基础设施的带宽密度要求下连接数千个 GPU。“Scintil 的单芯片 DWDM 激光源基于异构集成光子学工艺，展示了如何在可制造和可扩展的平台上实现这一点。随着人工智能工厂向更大的集群和更高的吞吐量迈进，这种能力非常重要。

“这标志着我们进入全面部署的关键时刻，”Scintil 首席执行官 Matt Cror:破高膙辚?f然揩襮嫛蟿F鸠5pep=k?确矅?鷜%?疆淴恤4G?緬暑皚`x鵏 ]]穸?頺t諏?鷓?$% 燾???烊所?炎m豩=2(?r蜨R庀汬}T廞 ??ヱq鹆黮}劷:q{|?e ?%坖D覑眤丬鲩M(缬s6/搇t巗紹g.晾飽S閽?dt邊潫Lg妔譫ley 说。我们的SHIP技术使集成光子学具有为下一代计算基础设施提供动力所需的可扩展性、能效和集成密度。这种效率不仅降低了数据中心的运营成本，还有助于降低人工智能基础设施的碳足迹。

与此同时，英国正在推动光子学成为半导体行业的关键差异化因素，英国有 1400 多家公司致力于这项技术，180 亿英镑的市场以每年 20% 至 25% 的速度增长。

自 2014 年以来，南安普顿大学的 Cornerstone 项目一直在利用这一增长，与大学和 100 多个行业合作伙伴合作开发多项目晶圆，向 24 个国家运送了 800 批光子芯片。该项目本周推出了一个开源工艺开发工具包 （PDK），为研究人员和公司提供更多对该技术的访问。

Cornerstone 的目标是光子学的 Github

新成立的基石光子学创新中心 （C-PIC） 作为英国的硅光子学技术中心获得资助，旨在到 2030 年建立一系列硅光子学支持的公司，服务于多个行业领域。它为电信、传感、激光雷达和量子等应用提供七种光子技术平台。每个平台都有一个标准的组件库和开源的 PDK，有助于降低进入门槛，并帮助开发早期研发项目和构建概念验证原型。

南安普顿大学也是今年 6 月启动的380 亿欧元 PIXEurope 光子学试点线的两所英国大学之一。该组织由西班牙ICFO牵头，汇集了来自11个国家的18个合作伙伴，为集成光子学构建了一个集设计、制造、封装和测试于一体的生态系统。这包括绝缘体上的硅、氮化硅 （SiN） 和硅上的锗，以及磷化铟 （InP） 甚至石墨烯。

ICREA教授、ICFO组长兼试点线主任Valerio Pruneri表示：“PIXEurope是欧洲第一条光子芯片中试线，它统一了不同的材料、工艺和集成技术，将允许为光子学是关键技术的所有应用开发和演示设备和系统。

欧洲需要扩大其集成光子能力，而 PIXEurope 联盟将应对这一重大挑战，“爱尔兰廷德尔研究所封装主管 Peter O Brien 说。

“PIXEurope 将促进使用欧洲首创的标准化设计套件和代工工艺生产的先进光子集成电路的广泛采用。先进的光子芯片将在速度、能效和精度方面提供改变游戏规则的进步，“荷兰埃因霍温工业大学光子集成小组主席凯文·威廉姆斯说。

光子学也是 PsiQuantum 构建具有数百万量子比特的量子计算机的关键。该公司已将钛酸钡 （BTO） 集成到其 300 毫米晶圆的制造流程中。BTO是世界上性能最高的电光材料之一，可用于超高性能光交换机，以扩展光网络。BTO晶圆在加利福尼亚的PsiQuantum晶圆厂加工，然后与GlobalFoundries制造的晶圆集成。

量子计算方法的最终游戏

支持 BTO 的光交换机在下一代 AI 超级计算机中也具有潜力，鉴于快速增长的 AI 工作负载，这一领域越来越受到关注——其中低功耗、高速光网络变得越来越重要。

PsiQuantum Omega芯片组包括损耗低至0.5±0.3 dB m−1的SiN波导，分别为0.5±0.2 mdB和1.2 ± 0.4 mdB损耗的分路器和交叉点，光纤到芯片耦合损耗低至52±12 mdB。

GF的制造流程包括20多个光刻水平仪和数百个加工和在线测量步骤。开发的关键工艺模块包括无源绝缘体上硅光子波导、用于单光子检测的氮化铌（NbN）超导层、用于光学降噪的深金属填充沟槽、用于相位控制和光电路可重构性的电阻加热器、用于光输入/输出的光栅耦合器、线后端铜电互连和铝再分配层。

确保欧洲拥有利用光子学增长的技能也是关键。

9 月启动的 5m 欧元 Phortify 项目旨在涵盖整个光子学价值链——从基础知识到设计、制造、封装、测试和部署。该计划在当地硕士课程中提供共享光子学课程作为选修课，并向完成 30 ECTS 的学生颁发证书。该计划与欧盟建立战略数字能力的数字欧洲使命直接一致。

“欧洲需要光子学人才，例如了解从设计到部署的整个链条的工程师，”德国 Active Fiber Systems 的首席技术官 Tino Eidam 说，该公司生产飞秒激光系统。

“Phortify 的课程、可堆叠模块和实践项目有助于培养这些技能。对于公司来说，这意味着可以接触到准备充分的专业人员，他们可以更有针对性、更有效率地为创新做出贡献并支持先进光子学解决方案的开发。

在布鲁塞尔自由大学 （VUB） 与欧洲十几个合作伙伴的协调下，Phortify 还希望通过经济援助、指导和有针对性的外展活动来促进多样性和包容性，以帮助来自代表性不足群体的优秀学生。这将包括一个全面的支持框架，包括奖学金、费用减免、生活费用支持和流动/旅行补助金。

“Phortify 不仅仅是一个项目，它是对欧洲数字未来的战略投资。通过建立协调的光子学教育网络，我们正在为下一代提供行业和社会迫切需要的创新思维和卓越的数字技能。此次发布标志着跨国界、跨学科和跨部门的强大合作的开始，“比利时 VUB 的 Heidi Ottevaere 教授说。

微控制器总裁 Remi El-Ouazzane 表示：“硅光子技术对于将欧洲置于通往未来人工智能工厂的十字路口至关重要，STARLight 项目代表了欧洲整个价值链的重要一步，推动了领先科技公司之间的创新和合作， 意法半导体数字IC和射频产品事业部。

“通过专注于基于应用程序的结果，该项目旨在为数据中心、人工智能集群、电信和汽车市场提供尖端解决方案。凭借公认的泛欧合作伙伴，该联盟将引领下一代硅光子学技术和应用。

凭借 PIXEurope 开放式代工厂和英国的 Cornerstone 光子学代工厂，再加上 Phortify 教育计划，光子学技术和组件的开发渠道很强大，为大型国家冠军和初创公司提供支持，这些企业可以成为该技术的下一个领导者。