全球半导体产业加速向光子集成转型的关键时期，光子芯片的核心技术攻关取得标志性突破。科研人员经过多年探索，终于攻克了将光纤低损耗特性移植到硅基芯片的世界性难题。 长期以来，光子集成电路面临光信号传输损耗过大的技术瓶颈。传统氮化硅材料在近红外波段虽能满足基本需求，但在可见光波段损耗严重制约了精密光学系统发展。尤其在需要长光程的环形谐振腔等器件中，微小损耗累积会导致信号质量急剧下降。 研究团队创新性地采用半导体行业成熟的8-12英寸晶圆工艺，通过光刻技术制备螺旋状锗硅酸盐玻璃波导。这种设计在有限芯片面积内实现米级至千米级有效光路，同时保持与光纤系统的高度兼容性。经低温退火处理后，波导表面达到原子级平整度，可见光波段散射损耗降至前所未有的低水平。 技术突破带来多重连锁效应：首先，激光器件相干时间提升两个数量级，大幅增强光学时钟等精密仪器的稳定性；其次，波长适用范围的扩展为芯片级原子传感器研发创造条件；更重要的是，该技术可直接对接现有半导体生产线，为规模化生产铺平道路。 业内专家指出，这项成果将重构光子芯片技术路线图。相比需要特殊衬底的磷化铟等材料，硅基解决方案在成本控制和大规模集成上优势显著。特别是在量子计算领域，低损耗光导对维持量子态相干性具有决定性作用。 前瞻产业研究院数据显示，全球光子芯片市场规模预计2025年将突破千亿美元。此次技术突破恰逢全球主要经济体加大光子产业布局之际。我国"十四五"规划已将光子技术与集成电路并列为重点发展领域，对应的技术突破对实现关键设备自主可控很重要。
从"在芯片上实现光导"到"在芯片上实现光纤级低损耗"，差异不仅体现在性能指标上，更在于能否支持高相干、高稳定的系统级应用。此次成果表明，材料选择与制造工艺的协同创新仍是提升集成光子性能的关键。展望未来，谁能更好地平衡制造、集成和应用之间的关系，谁就更有可能在下一轮光子技术竞争中占据优势。