文丨蘇揚
編輯丨鄭可君
光在傳輸、計算等領域的價值越來越大，一個圍繞光的中國實驗室也應運而生。
11月4日，2025硬科技創新大會光子產業高峰會議上，中國科學院西安光機所副所長付玉喜詳細介紹了「光子科技實驗室」建設進展。
付玉喜在演講中介紹光子科技實驗室的建設規劃和目標
據了解，光子科技實驗室於今年8月順利通過現場評估及專家論證，進入培育建設期，培育期1-2年，經費投入超10億元。
付玉喜透露，光子科技實驗室成立建立在產業規模不斷擴張的背景之上。
photonics21等機構提供的數據顯示，2023年全球光子市場規模已達9200億美元，預計2027年將突破1.2萬億美元，ai技術的爆發更將持續拉動產業增長。
付玉喜強調，美國、歐盟、日本、韓國均開始推動相關項目落地。「光子產業是21世紀最具革命性、先導性及基礎性的戰略高技術產業，已成為全球各國布局的核心賽道。」
據了解，光子科技實驗室的核心okr（目標及關鍵結果）覆蓋三大塊：聚集人才、突破技術、壯大產業。
在集聚人才方面，實驗室未來將引進國際頂尖科學家，目標吸引高端人才30人，集聚科研人員超過100名。
技術突破上，光子科技實驗室計劃攻克超30項光子領域「卡脖子」關鍵核心技術，建成3條中試生產線、2個專業孵化載體。
壯大產業上，實驗室也同樣提出了量化目標——助推陝西全省光子產業產值在2027年突破500億元。
據介紹，光子科技實驗室將建設當前最先進的、應用終端覆蓋全面的、以阿秒（10⁻¹⁸秒）時間分辨能力和高度時空相干性為主要特點的綜合性超快電子動力學研究設施。
付玉喜透露，目前實驗室已具備一定現有基礎，比如在重大技術突破方面，中國科學院西安光機所自主研製的阿秒條紋相機在2019年、2021年先後創下159阿秒、75阿秒的當時國內最短紀錄。未來將進一步突破60阿秒脈衝寬度、550 ev光子能量的指標，搭建國際領先的阿秒束線。
用更通俗的話解釋，阿秒條紋相機相當於給微觀世界裝了「超高速鏡頭」，可以精準拍攝電子運動、化學鍵斷裂，可用於超導材料、半導體材料的研發、新藥物研發以及原子、電子層面的基礎科研。
光子科技實驗室研究領域
現場演講的內容顯示，光子科技實驗室的研究領域聚焦「一核心」、「五大支撐」。
其中，「一核心」聚焦未來信息領域，主要覆蓋光計算ai算力場景，而「五大支撐」對應未來製造領域、未來材料領域、未來能量領域、未來健康領域和未來空間領域，對應光刻機、新能源、星鏈、智能機器人等不同場景。
光計算ai算力場景下，當前最典型的應用即智算中心的光互聯。
中興光電子規劃部部長王會濤在現場演講中透露，大模型算力時代對帶寬的需求激增，間接的給光器件帶來了新的挑戰，基於高集成密度和高帶寬的需求，未來光電協同的共封裝——cpo（共封裝光學）、oio（光互聯封裝）將成為關鍵趨勢。
王會濤介紹稱，當前數據中心的橫向擴展依賴可插拔光模塊，相比之下cpo在能效、時延和成本上更有優勢，而對於機架內的縱向擴展，cpo互聯也比銅纜互聯更有傳輸距離的優勢。
簡單來說，cpo和oio是兩種『把光模塊與晶元貼在一起』的新型封裝技術，核心是解決『傳統數據中心的「電連接瓶頸」。
傳統數據中心用銅線連接晶元與光模塊，傳輸速率達到112gbps時，每米損耗會高達40分貝（信號幾乎衰減殆盡），且銅線越長、能耗越高。
可插拔光模塊到oio光引擎對比
而cpo/oio直接把光引擎（處理光信號的核心部件）與晶元封裝在同一個基板上，用光連接代替電連接，每米損耗僅0.0002分貝，能耗降低30%以上，還能把信號傳輸距離從厘米級壓縮到毫米級，避免數據『跑不動』的問題。
目前英偉達、博通已推出相關產品，光子科技實驗室的光計算研究也會圍繞這一技術嘗試突破。
為了加速光電、硅光器件的產業化應用，光子科技實驗室組建單位——陝西光電子先導院也於今日宣布「8英寸先進硅光集成技術創新平台」正式通線，並發布了一款無源soi（絕緣襯底上的硅）集成超低損耗氮化硅產品的pdk。
所謂pdk，即工藝設計套件，它提供了標準化的設計規則、器件模型，幫助企業掌握如何在矽片上刻蝕電路、如何集成光器件，幫助企業跳過工藝摸索階段。
「這是光電子先導院硅光平台發布的首款pdk，預計將於2026年完成有源產品通線，包含高性能調製器、探測器等核心器件，將加速可應用於人工智慧、光通信、光計算、智能駕駛、低空飛行、醫療健康等領域的產品迭代進程，將大幅縮短光電、硅光客戶的流片周期和研發成本。」陝西光電子先導院總經理楊軍紅表示。
光電子先導院8英寸硅光平台黃光區，技術人員正在操作光刻機
據介紹，8英寸硅光平台總投資7.5億元，於2023年底啟動建設。截至2025年9月末，已完成全部場地及硬體設施建設。該平台引進了比利時imec「130nm硅光晶元工藝包」，並引入了光刻、刻蝕等60餘台（套）關鍵核心設備，在130nm有源集成硅光主工藝平台基礎上，開發90nm以上先進工藝。
在此之前，光電子先導院此前已建成6英寸化合物晶元中試平台（實驗室技術按實際生產規模試生產），並且已經服務超過50家企業，此次8英寸硅光晶元中試平台通線，將與西安科學園的先進阿秒激光設施、光子感測園的產業化載體形成聯動。
楊軍紅透露，硅光平台未來將提供多項目晶圓（mpw）、定製工藝開發和小批量代工等服務。
