中国信通院信息光子技术发展与应用研究报告2024年98页_6mb

信息光子技术发展与应用研究报告(2024年)内容总结

报告概述

《信息光子技术发展与应用研究报告(2024年)》由中国信息通信研究院发布。本报告分析了信息光子技术的总体发展态势、细分领域进展、共性基础环节研究及未来趋势，强调其作为支撑信息技术发展的关键基础技术，将在人工智能、6G、生物医疗等领域发挥重要作用。

一、信息光子技术总体发展态势

信息光子是光子学与信息科学的交叉领域，包括光采集、光连接、光算存和光呈现四大分支。全球主要经济体高度重视光子技术产业发展，美国、欧洲、日本、韩国均发布了相关战略规划，布局光电融合、材料、制造等领域。市场规模方面，2023年全球光子市场规模约9200亿美元，预计2027年将达到1.2万亿美元。各国正处于从技术攻关向规模应用过渡的阶段。

二、各细分领域研究进展

1. 光连接领域

核心诉求是提升速率和容量。当前主要聚焦于16Tb/s、32Tb/s速率发展，相干光模块渗透至全国产化进程，模块级光器件包括硅光集成、薄膜铌酸锂调制等技术路线。

2. 光算存领域

光计算主流架构是电光混合架构，适合专用AI模型计算、优化算法设计。光存储已从传统蓝光向光子集成方向演进，重点研发包括相变材料存储、非线性响应存储等。集成化是关键趋势，如光存内算一体化技术预计将在近年突破。

3. 光采集领域

主要表现为集成化和分布式演进。车载激光雷达正处于从机械扫描向全固态演进关键期，可实现20米以上探测距离。分布式光纤传感在土木建筑、能源管道等领域大规模部署，实现长距离、多参数监测。

4. 光呈现领域

主要路线集中在LCD、OLED、Micro-LED等技术路线演进，国内企业在全球市场占据重要地位。下一代显示技术包括全息显示、量子点技术等，正在实验室探索阶段。

三、跨领域交叉与光电融合

信息光子各分支呈现交融合趋势，“计算+连接+存储”、“通感一体”、“感算融合”等新架构正在形成。光电融合是后摩尔时代重要技术路径，美国、欧洲、日本在光集成平台上取得突破性进展。

四、光子材料发展趋势

主要包括化合物半导体、硅基光电子、氮化硅、薄膜铌酸锂等材料体系。未来重点提升硅基集成、InP等材料的兼容性，打通异质半导体集成难题。实现万亿级投资拉动，形成光计算芯片、分布式传感、量子通信等新型产品体系。

五、未来演进趋势

未来十年信息光子将向集成化、融合化、泛在化发展，全球光子集成标准体系形成中美日韩四方博弈格局。国内企业面临中美技术脱钩、高端材料受限等壁垒，应在光电融合、光电融合可编程芯片、通感一体网络等方向重点突破。