英特尔公司认为，随着光纤通信技术的不断发展，计算机内部以及计算机之间使用铜线缆进行数据传输的日子已经不多了。英特尔已经开始出售硅光子组件，通过光和激光来提升计算机之间的数据传输速度。
  而2016 年 8 月 26 日，美国集成光电制造创新中心声称，研发出硅光子集成工艺设计工具包（PDK），现在已经可以提供给所有签署协议的成员组织。硅光子集成工艺设计工具包及多项目晶圆项目将为其成员组织带来更多切实利益——提供更尖端的研究成果和最先进的光子器件制造、包装、设计和测试方法，同时大量节省与组织活动相关的成本。
  一直以来备受期盼的硅光子技术终于见到了产业化的曙光。市场研究公司Technavio发布的最新分析预测结果显示，2016年到2020年全球硅光子市场年复合增长率（CAGR）将突破48%。据悉，美国集成光电制造创新中心计划在2017年将一些多项目晶圆加工厂投入使用，其中就有针对全硅光子器件的晶圆工厂！！
  这种将数据传输速度提升到空前水平的技术，受到越来越多人的认同。英特尔等巨头认为，硅光子一开始将用于服务器和数据中心之间的连接，但随着时间的推移，将会在芯片产品中使用这项技术。可以预见，硅光技术未来一定会非常火爆，不过，国内对这方面提得还是比较少。我们这里不妨从硅光子技术的历史讲起。
    漫谈硅光子技术（一）硅光子发展史
  硅光子技术定义
  作者：SIMIT战略研究室
  硅光子技术，是以硅和硅基衬底材料（如SiGe/Si、SOI等）作为光学介质，通过集成电路工艺制造相应的光子器件和光电器件（包括硅基发光器件、调制器、探测器、光波导器件等），并利用这些器件对光子进行激发、处理、操纵，以实现其在光通信、光互连、光计算等领域中的实际应用。硅光子技术结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势。
  硅光子系统的信息传输过程大致如图1所示，光源发光并经过滤波，需要传输的电信号通过光调制器加载到光上，通过改变光载波的特征参数形成光信号，经过传输介质光纤（光波导）到达光探测器，将光信号转换为电信号输出。
  

图1：硅光子系统原理图
  发展史
  1）技术探索阶段（1960s-2000s）
  1969年美国贝尔实验室的S.E.Miller首次提出了集成光学的概念。1972年，S.Somekh和A.Yarive提出了在同一半导体衬底上同时集成光器件和电器件的设想。然而当时为了制备功能多样的光器件，仍需采用不同特性的材料作为衬底，这大大限制了集成光器件的发展。
  硅光子学的形成和发展主要得益于对集成光器件的研究及微电子加工工艺的成熟。硅不仅是一种电子材料，也是一种光子材料。作为电子材料，硅基微电子学成绩斐然。伴随摩尔定律的步伐，到20世纪90年代，集成电路特征尺寸已进入光波波长范围，人们很容易设计和加工出小于光学波长的各种硅基器件结构。采用硅作为集成光器件衬底，可以利用已有的集成电路工艺制作光器件，这有助于降低成本及实现光电集成。此外硅材料对通信波段的光吸收很小，有利于降低器件损耗，而且硅和二氧化硅材料之间的折射率对比大，增强了光器件对光场的限制，有助于减小硅基光集成器件尺寸，从而提高芯片的集成密度。硅光子学由此诞生。
  为了实现在硅基上集成光器件，首先要在硅衬底上设计和制造高性能的分立器件。所以早期的研究工作主要集中在硅基有源器件（调制器、探测器、光源等）和无源（波导等）器件的探索。总体来讲，从上世纪60年代到21世纪初，硅光子主要偏重于实验室的研究阶段。虽然研究内容比较分散，成果不够轰动，但是为光子器件和光电器件在硅基上集成提供可能性。
  2）技术突破阶段（2000-2008）
  进入21世纪，随着信息量的增长，特别是互联网的兴起，对宽带速度的要求越来越高，数据中心CPU芯片的协同运算能力受到芯片互联带宽的严重制约。而光信号在芯片间传输过程中很少衰减，同时可以轻松获得更宽的带宽，最重要的是在硅芯片上集成光学数据通道的难度不算太高。于是以Intel为首的企业与学术机构就开始重点发展硅芯片光学信号传输技术，期望有朝一日能用光通路取代芯片之间的数据电路。
  调制器方面，2000年安捷伦公司的Png等人首次提出带宽为GHz的调制器，此后逐步发展，2007年Intel将硅基电光调制器的3dB带宽扩展到30GHz，实现了40 Gbit/s的信号传输, 达到商用III-V族和铌酸锂外调制器的水平。之后各种基于等离子色散效应的硅基调制器层出不穷。
  探测器方面，2008年Intel开发出的硅基光电雪崩探测器达到了340GHz的增益带宽积，是硅光电子器件性能首次超越同样功能的传统材料光电子器件。之后，美国Kotura公司、Oracle公司等都有关于高速硅基锗探测器的报道，满足各种应用场合。
  激光器方面，2005年Intel公司研制出了1550nm光泵浦的激射波长为1686nm的连续硅基拉曼激光器。2006年Intel公司和加州大学洛杉矶分校联合研制成功了世界上首个电泵浦连续激射硅基III-V族混合集成激光。
  无源器件方面，以硅纳米线波导阵列波导光栅（AWG）为代表的波分复用器件在单纤维三向复用、密度波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）等方面的原型器件分别实现。此外，低损耗光波导、交叉波导、刻蚀衍射光栅、锥形模式转换器、耦合器、偏振分集机制器件和模分复用器件等也取得一系列进展。
  3）集成应用阶段（2008-至今）
  2008年以后，以Luxtera、Intel、和IBM为代表的公司不断推出商用级硅光子集成产品。
  在硅基光电子集成和光互连方面，美国Luxtera公司在世界范围内具有领先地位。2008年Luxtera公司向世人展示了世界上第一块在130nm CMOS生产线上制造的硅基单片集成高速CMOS光子收发模块, 采用WDM技术，数据传输速率4×10 Gb/s。2009年，Luxtera宣布，经过与飞思卡尔半导体公司多年的密切合作，实现了世界首个商用级硅基CMOS光子半导体制造工艺的投产。
  2008年Intel报道了一个8×25 Gb/s波分复用模块，实现200 Gb/s 的数据传输。2010年，Intel建立起全球首个集成激光器的端到端硅基光数据连接，这项成果的重大意义在于终于“证明了未来计算机可以使用光信号替代电信号进行数据传输”。2013年，Intel、康宁宣布共同研发了新的光纤传输技术，300米之内可以做到1.6 Tb/s的惊人速度。同年11月，富士通宣布，通过与Intel的大力合作，已成功打造并展示了全球第一台基于Intel OPCIE（光学PCI-E）的服务器。2014年，Intel发布了采用硅光子技术的有源光缆（AOC），该产品支持Facebook主导的数据中心行业标准“Open Compute Project”。
  2008年IBM提出硅基三维光子集成芯片的构想。并于2010年在日本东京发布硅基光电子芯片，该芯片技术可将电子和光子纳米器件集成在一块硅芯片上，使计算机芯片之间通过光脉冲而不是电子信号来进行通讯。2013年IBM报道了在90nm CMOS工艺线集成了电路和光路的25 Gb/s WDM系统第一次实现了真正意义的单片光电集成。2015年5月，IBM在美国硅谷展示了完全整合的分波多工CMOS硅光子芯片，为一种能让光与电并存的廉价、商业化芯片生产技术铺路。
  另外，在2012年之后，Kotura公司、美国Alcatel-Lucent、Acacia公司、日本的Fujikura公司相继都有相关报道，不断推动硅光子集成技术的发展。整个硅光子的发展史如图2所示。
  
图2：硅光子技术演进历程和主要里程碑