定义
用成熟 CMOS 工艺在硅基晶圆上集成光器件,实现光信号处理与电信号处理的融合。
大白话 把光器件当芯片来造。用造 CPU 的产线批量做光路,成本低、产能大。唯一的梗是硅自己不发光,得外挂激光器。
图解
硅光芯片典型构成 硅光芯片把调制器、探测器、分束器、波导做在同一片硅上,用 CMOS 产线量产,这是它能做到低成本高集成的根本原因。但它不能自己发激光——光源必须从外部引进来,这就是「外置光源 ELS」在 CPO/NPO 方案里反复出现的原因。
材料平台定位 把材料平台放在「能否自己发光」和「调制带宽」两个维度上,就能看清各自的位置:右上角是空的。InP 能发光但集成度低,硅光集成度高但自己不发光,TFLN 带宽最好但同样要外挂光源。这就是为什么异质集成和「外置光源」会成为产业必答题。
说明
硅光(Silicon Photonics)用 CMOS 工艺在硅基上制造光波导、调制器、探测器、分束器等光器件,把原本分立的光学元件做成一整片光子集成芯片(PIC)。它的核心价值是把光器件的制造从「精密装配」变成「晶圆级量产」。
硅光的优势非常明确:可复用成熟的 CMOS 产线,成本低、产能大、集成度高,并且能与电芯片在同一平台协同设计。它已经成为 CPO/NPO 光引擎的技术底座。
但它有一个先天缺陷:硅是间接带隙材料,不能有效发光。因此硅光方案必须外挂光源——这直接催生了「外置光源 ELS」这一整套配套体系,也是硅光路线在 CPO 架构中最受关注的工程约束。
此外,硅本身的电光效应较弱,硅光调制器在效率、带宽与线性度上都不占优。因此高性能场景常采用异质集成:硅光做无源与集成底座,InP 供光,TFLN 做高性能调制。
关键数字
CMOS 产线成本与产能优势的来源
不能发光硅光最根本的物理约束
异质集成现实中与 InP、TFLN 组合使用
关键要点
- 2026 年最具标志性的技术变化:从备选跃升为主流,800G 模块中硅光占比已接近半数。
- 优势:低功耗、小体积、可大规模晶圆级制造;短板:硅为间接带隙材料不发光,需外挂光源。
- 正从 800G 向 1.6T/3.2T 演进,并从分立器件走向单片集成(光源 + 调制器 + 探测器 + 波导)。
- 已成为 NPO/CPO/OIO 等系统级光互连的物理底座;国内首条 8 英寸硅光芯片量产线预计 2026 年内建成。
易混辨析
与 InP 的区别 InP 能自己发光、调制带宽高,但集成度低、成本高、受衬底产能约束;硅光集成度高、成本低,但必须外挂光源。二者是互补而非替代。
与 TFLN 的区别 TFLN 调制带宽与线性度最好,但同样不发光、产能处于早期。现实中三者常组合使用。