在后摩爾時代與AI算力需求爆發(fā)的雙重驅動下，半導體與光電子技術的融合創(chuàng)新成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心命題，從新材料研發(fā)、核心器件突破到先進封裝落地、測試技術升級，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的協(xié)同聯(lián)動愈發(fā)關鍵。
近日，由半導體行業(yè)觀察與慕尼黑上海光博會聯(lián)合主辦的《產(chǎn)業(yè)協(xié)同 通信升級——從器件到網(wǎng)絡的協(xié)同創(chuàng)新論壇》成功舉辦，論壇匯聚了半導體與光電子領域的頂尖專家、企業(yè)領袖與行業(yè)同仁，圍繞材料、器件、封裝、測試、系統(tǒng)應用等全產(chǎn)業(yè)鏈核心議題展開深度探討，分享了前沿技術成果與產(chǎn)業(yè)發(fā)展洞察，全方位解析半導體與光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇與實踐路徑，為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新思路、新方向。
后摩爾時代，二維半導體的機會與挑戰(zhàn)
在論壇主旨演講環(huán)節(jié)，復旦大學博士后猴賽飛為我們帶來了《二維半導體在未來延續(xù)摩爾定律路線中的機會和挑戰(zhàn)》的主題演講，從技術特性、產(chǎn)業(yè)布局、發(fā)展瓶頸與突破路徑等方面，深入解析了二維半導體作為后摩爾時代核心技術的發(fā)展?jié)摿εc產(chǎn)業(yè)化關鍵。
復旦大學博士后猴賽飛
猴賽飛指出，摩爾定律逼近物理極限的當下，二維半導體是兼具半導體性質(zhì)、原子級厚度且能與集成電路工藝兼容的核心材料，相較硅基半導體具備顯著優(yōu)勢，可大幅降低先進制程的難度與成本。
從產(chǎn)業(yè)共識來看，二維半導體已成為全球公認的摩爾定律終極路線，臺積電、英特爾、三星等國際巨頭及IMEC、IRDS等研究機構均明確布局，研判其將在1nm節(jié)點后作為增強組件融入異質(zhì)集成系統(tǒng)，2029年有望實現(xiàn)超低功耗應用落地，目前該技術已完成從“性能驗證”向“良率與可靠性優(yōu)化”的決定性轉型，處于從實驗室到產(chǎn)線突破的戰(zhàn)略窗口期。
國內(nèi)在二維半導體領域的基礎研究成果顯著，以上海為核心的科研力量表現(xiàn)突出，北京科技大學、上海交通大學、復旦大學等高校及科研院所在材料制備、器件集成、工藝優(yōu)化等方面接連取得國際頂刊成果。同時，二維半導體還獲得國家及地方政策持續(xù)加碼。
在技術落地與產(chǎn)業(yè)化進程中，原集微作為“復旦系”企業(yè)走在前列。據(jù)悉，今年1月6日，原集微首條二維半導體工程化示范工藝線點亮儀式在上海浦東川沙舉行。這是國內(nèi)首條二維半導體工程化示范工藝線。
據(jù)原集微科技創(chuàng)始人包文中在點亮儀式中表示，其首條二維半導體工程化示范工藝線預計將于今年6月正式通線；同時預計將于今年9月實現(xiàn)等效硅基90nm CMOS制程小批量生產(chǎn)Mb級存儲器和百萬門級邏輯電路。據(jù)了解，原集微此前已成功推出首款基于二維半導體材料的32位RISC-V架構微處理器“無極”，實現(xiàn)從材料、架構到流片的全鏈條自主研發(fā)。按照其規(guī)劃，到2029年，有望實現(xiàn)全球首款二維材料芯片的量產(chǎn)，用于低功耗邊緣算力等場景。
猴賽飛表示，二維半導體作為后摩爾時代的核心技術方向，其材料與工藝的創(chuàng)新突破將成為延續(xù)摩爾定律的關鍵，隨著政策支持加碼、科研成果持續(xù)轉化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同推進，未來有望在1nm及更先進制程節(jié)點實現(xiàn)規(guī)?；瘧?，為半導體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級注入新動能。
硅光異質(zhì)集成技術，賦能高速AI光連接爆發(fā)
國科光芯（海寧）科技股份有限公司董事長劉敬偉在論壇中帶來《硅光賦能高速AI光連接》主題分享，深入解析了硅光技術在AI互連領域的產(chǎn)業(yè)化路徑與技術突破。
國科光芯（海寧）科技股份有限公司董事長劉敬偉
劉敬偉指出，AI集群算力擴張催生了Scale out（橫向拓展）與Scale up（縱向拓展）兩類互連架構需求，直接驅動硅光市場進入爆發(fā)前夜。數(shù)據(jù)顯示，2026-2028年，800G/1.6T/3.2T光模塊需求將持續(xù)攀升，其中1.6T產(chǎn)品2028年市場規(guī)模預計將達到45億美元，硅光芯片在數(shù)據(jù)中心等場景的收入年復合增長率將超45%。
技術層面，硅光異質(zhì)集成成為核心突破方向，通過融合Si、SiN、TFLN、InP等多種材料，解決了傳統(tǒng)硅光的光源、調(diào)制、探測等關鍵難題，如Intel片上InP激光器實現(xiàn)80℃下60mW輸出功率，TFLN-Si異質(zhì)集成調(diào)制器帶寬已突破120GHz。
面對產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)，國科光芯已建立國內(nèi)首個8英寸低損耗（0.1dB/cm）氮化硅量產(chǎn)平臺，工藝良率超95%，形成硅光與TFLN異質(zhì)集成兩大產(chǎn)品體系，實現(xiàn)400G/800G/1.6T Si/SiN及TFLN/SiN Tx-PIC芯片量產(chǎn)，核心產(chǎn)品覆蓋高速光通信、光傳感等領域，激光雷達年出貨量超100萬臺，為AI光連接提供高可靠、低成本的解決方案。
展望未來，劉敬偉表示，公司將持續(xù)深耕異質(zhì)集成技術，助力產(chǎn)業(yè)突破傳輸瓶頸，搶占高速AI光連接市場先機。
為算力爆發(fā)疏通“最后一英寸”能源瓶頸
上海朗矽科技有限公司總經(jīng)理汪大祥以《為高頻與高可靠而生：硅電容在AI應用及光模塊中的技術優(yōu)勢》為主題，闡述了硅電容在算力爆發(fā)時代的核心價值與應用突破。
上海朗矽科技有限公司總經(jīng)理汪大祥
汪大祥表示，AI芯片功率密度已突破1000W，機柜功率密度達500kW，低壓大電流帶來的電源完整性挑戰(zhàn)日益凸顯，傳統(tǒng)MLCC電容在ESL/ESR、溫度穩(wěn)定性等方面難以滿足需求。
而硅電容憑借pH級ESL、mΩ級ESR、-55~200℃寬溫工作等核心優(yōu)勢，成為破解“最后一英寸”能源危機的關鍵：相比MLCC，其溫度穩(wěn)定性提升30倍，無直流偏置降容問題，壽命長達50年，且可超薄嵌入封裝，厚度低至50μm，支持嵌入封裝。
在應用場景中，硅電容構建了從片上（eDTC）、封裝級（DTC）到基板內(nèi)埋的三級去耦架構，適配CoWoS、EMIB等先進封裝技術，在AI芯片PDN去耦、IVR集成中實現(xiàn)ns級瞬態(tài)響應；在800G/1.6T光模塊中，其220GHz超寬帶特性與<0.5dB插損表現(xiàn)，為高速信號傳輸提供穩(wěn)定支撐。
汪大祥指出，隨著AI服務器與光模塊升級，硅電容市場將迎來爆發(fā)式增長，2027年相關市場規(guī)模預計達117億美元，市場前景廣闊。
打造硅基智能時代的“智慧之眼”
深圳市光鑒科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO呂方璐在《構建萬物互聯(lián)時代的視覺基礎設施》的分享中，詳細解讀了主動視覺技術如何賦能AI與物理世界的交互。
深圳市光鑒科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO呂方璐
呂方璐指出，傳統(tǒng)2D視覺在復雜場景中存在精度與適應性瓶頸，主動視覺憑借“看到空間、看穿物體、看到光場”的技術優(yōu)勢，成為硅基智能時代的“智慧之眼”。
光鑒科技依托全棧自研能力，突破蘋果專利封鎖，開發(fā)全球首個國產(chǎn)納米光子芯片，構建了sToF/SLAM/生物識別全技術體系，累計申請1000+項中國專利及37項國際專利，80%員工為研發(fā)人員，核心團隊具備蘋果FACE ID開發(fā)背景。
據(jù)介紹，在商業(yè)化層面，光鑒科技已實現(xiàn)多場景標桿落地：作為微信刷掌支付唯一量產(chǎn)供應商，構建了全球最大的刷掌支付網(wǎng)絡，服務千萬級用戶；在機器人領域其市占率達100%，與國內(nèi)人形機器人TOP3廠商展開了深度合作；生物識別業(yè)務已拓展至東南亞、日韓等海外市場。光鑒科技正通過支付級的3D視覺技術，打通AI與智能云服務、機器人及各類終端的交互入口。
呂方璐表示，光鑒科技解決方案覆蓋生物識別、智能汽車、XR設備等三大核心場景，通過“芯片+算法+硬件”的垂直整合，定義非蘋果終端3D交互標準，目標是到2030年實現(xiàn)Palm ID服務50億人口市場。
光電融合，構建算力新范式
上海曦智科技股份有限公司副總裁王景田在論壇中帶來《以光電融合構建算力新范式》主題分享，深度解析了光電技術如何破解AI算力增長中的互連與功耗難題。
上海曦智科技股份有限公司副總裁王景田
王景田指出，多模態(tài)大模型參數(shù)破萬億推動算力需求爆發(fā)式增長，而傳統(tǒng)電互連在帶寬、延遲與功耗上的瓶頸日益凸顯，難以支撐超大規(guī)模集群部署。相比之下，光互連具有距離不敏感、低延遲、低功耗的天然優(yōu)勢，光計算更是憑借并行能力強、無發(fā)熱的特性，成為突破算力邊界的核心方向。
當前光互連市場快速擴張，2025年銷售額預計超230億美元，CPO（共封裝光學）技術成為巨頭布局焦點，博通、英偉達等已相繼推出相關產(chǎn)品。
曦智科技構建了“光互連+光交換+光計算”的全棧技術體系，推出國內(nèi)首款xPU-CPO光電共封裝原型系統(tǒng)，通過將光芯片與算力芯片集成封裝，可在給定制程下提升帶寬或節(jié)約晶體管面積。其光躍超節(jié)點128卡商用版支持靈活擴展，兼容主流GPU，無需改造機房即可部署，同等集群規(guī)模下總算力領先國產(chǎn)標桿。
此外，曦智科技光子矩陣計算（oMAC）技術實現(xiàn)單個矩陣乘法延遲<5ns、能效比>10Tops/W，大幅優(yōu)于傳統(tǒng)電計算。王景田表示，未來將持續(xù)推進光電融合技術落地，為智算中心提供低時延、低功耗、可無限擴展的算力解決方案。
EDA+新范式，重構先進封裝新路徑
珠海硅芯科技有限公司創(chuàng)始人兼總經(jīng)理趙毅在論壇上帶來《2.5D/3D EDA+新范式重構先進封裝：全流程設計、仿真與驗證的協(xié)同創(chuàng)新》的主題分享，直擊后摩爾時代先進封裝的核心痛點與技術突破路徑。
珠海硅芯科技有限公司創(chuàng)始人兼總經(jīng)理趙毅
趙毅強調(diào)，后摩爾時代，Chiplet堆疊技術成為突破算力、成本與封鎖困局的最優(yōu)選擇，但異質(zhì)異構集成、多芯片協(xié)同設計等挑戰(zhàn)凸顯了傳統(tǒng)EDA工具的局限性。硅芯科技提出“EDA+”新范式，構建3Sheng Integration Platform一體化平臺，涵蓋架構設計、物理設計、分析仿真、多Chiplet集成驗證、Multi-die測試容錯五大中心，實現(xiàn)Chiplet-Interposer-Substrate跨層級協(xié)同設計。
據(jù)介紹，該平臺突破了高密度基板布線、跨工藝仿真、系統(tǒng)級LVS驗證等核心技術，支持2D/2.5D/3D多種封裝形態(tài)，兼容Micro Bump、Hybrid Bonding等互連工藝，可實現(xiàn)信號完整性（SI）、電源完整性（PI）、熱仿真（Thermal）的多物理場協(xié)同分析。
據(jù)悉，該方案目前已落地同構Logic、Logic+HBM、超異構計算芯片等多個客戶案例，通過“性能-成本-可測試性”協(xié)同優(yōu)化，為CPU、GPU、AI芯片等提供全流程先進封裝EDA解決方案。趙毅表示，硅芯科技將持續(xù)以全流程EDA工具鏈賦能先進封裝產(chǎn)業(yè)，助力國產(chǎn)芯片實現(xiàn)異質(zhì)異構集成的高效突破。
AI時代，生成式儀器革新測試測量
Liquid Instruments公司CEO Daniel Shaddock以《Moku 智能重構測試測量平臺實現(xiàn)按需生成儀器的定制化解決方案》為演講主題，介紹了AI驅動的測試測量技術革新。
Liquid Instruments公司CEO Daniel Shaddock
Daniel Shaddock表示，測試測量行業(yè)正經(jīng)歷從硬件盒子到軟件定義的范式轉移，Moku平臺依托高性能FPGA硬件與Moku OS操作系統(tǒng)，實現(xiàn)“一臺設備即整個測試臺”的靈活部署。
據(jù)介紹，該平臺涵蓋示波器、頻譜分析儀、鎖相放大器等15+種標準儀器，支持多儀器模式聯(lián)動，最新推出的Moku:Delta設備搭載AMD UltraScale+第三代射頻SoC FPGA，具備2GHz帶寬、8通道與<10nV/√Hz低噪聲特性，并配備32通道數(shù)字I/O，將軟件定義儀器的邊界推向新高度，滿足高頻高精度測試需求。
Liquid Instruments核心創(chuàng)新“生成式儀器”（Generative Instrumentation）技術，允許用戶以自然語言描述需求，通過Agentic AI合成HDL代碼、完成驗證與部署，快速生成定制化儀器。以卡爾曼濾波器開發(fā)為例，該技術可在分鐘級完成架構設計、代碼生成與20項功能測試，實現(xiàn)從需求到硬件部署的全流程自動化。
Moku平臺通過云編譯與靈活配置，能夠大幅縮短測試系統(tǒng)搭建周期，降低定制化成本，目前已在半導體、光電子等領域實現(xiàn)廣泛應用。Liquid Instruments正以“生成式儀器”重新定義個性化測試設備的邊界，讓每一位工程師都能按需構建專屬儀器，驅動創(chuàng)新加速。
以硅光技術，破解AI集群互連“三堵墻”
上海孛璞半導體技術有限公司芯片設計部總監(jiān)陳琪帶來《應用于AI集群的硅光技術》的主題分享，闡述了硅光技術在AI互連中的全場景解決方案。
上海孛璞半導體技術有限公司芯片設計部總監(jiān)陳琪
陳琪指出，隨著AI算力需求以每年4.5倍的速度狂飆，傳統(tǒng)電互連在帶寬、功耗和拓撲靈活性上面臨嚴峻挑戰(zhàn)。孛璞半導體提出從高速光收發(fā)到智能光交換的全棧硅光互連解決方案，直擊AI集群的“帶寬墻”、“阻塞墻”與“僵化拓撲墻”。
在高速連接層面，孛璞半導體展示了覆蓋400G到3.2T的全場景硅光引擎。其硅光芯片具備超低損耗、高速調(diào)制等突破性優(yōu)勢：邊緣耦合器插損小于0.8dB，支持1拖8單激光器驅動8通道，大幅降低功耗與成本；200G/lane的PIC芯片EO帶寬超過65GHz，配合Macom驅動器的LPO模塊在測試中表現(xiàn)出優(yōu)異的TDECQ和誤碼率，并與NVIDIA SN5600交換機實現(xiàn)72小時穩(wěn)定互通，彰顯了系統(tǒng)級成熟度。
面向節(jié)點內(nèi)Scale-up瓶頸，孛璞半導體創(chuàng)新性地推出硅光OCS解決方案。針對國產(chǎn)芯片通過PCIe交換機直連僅能支持6-8卡、帶寬受限的痛點，OCS利用物理層光交換對協(xié)議透明、端口規(guī)模大（數(shù)十至上百）的優(yōu)勢，可實現(xiàn)任意無阻塞直連，為國產(chǎn)算力芯片提供全新、可拓展的高效互連范式。其8×8硅光OCS已完成系統(tǒng)樣機并通過全面可靠性試驗，從實驗室走向可演示階段。
能看到，從晶圓到系統(tǒng)，孛璞半導體構建了完整的垂直整合能力，具備8/12寸晶圓全自動檢測、數(shù)據(jù)分析與反饋閉環(huán)，以及硅光封測能力，確保產(chǎn)品快速迭代與良率持續(xù)提升。
陳琪表示，面向未來，孛璞半導體正以開放協(xié)同的姿態(tài)，推動硅光技術在AI集群中的規(guī)?；瘧茫瑸橹撬阒行慕怄i更高密度的互連能力。
光子芯片：打通AI與量子計算產(chǎn)業(yè)化路徑
上海圖靈智算量子科技有限公司光連接事業(yè)部副總經(jīng)理楊志偉在論壇中帶來《用于AI和量子計算的光子芯片平臺》的主題分享，詳細解讀了光子芯片在突破算力瓶頸中的核心價值與產(chǎn)業(yè)化實踐。
楊志偉指出，AI算力需求呈指數(shù)級增長，2025-2030年全球算力規(guī)模年復合增長率預計達79.5%，傳統(tǒng)電計算已難以應對萬億參數(shù)大模型的算力壓力，而光子芯片憑借高帶寬、低損耗、低能耗的特性，成為AI與量子計算的核心硬件支撐。
光量子計算作為唯一無需極端環(huán)境的量子計算路線，可遷移成熟CMOS技術制造，通過光纖實現(xiàn)靈活互聯(lián)，具備規(guī)模化應用優(yōu)勢。
為此，圖靈量子構建了全棧自主可控的技術體系，核心基于薄膜鈮酸鋰（LNOI）材料，打造的QuChip光子芯片實現(xiàn)波導損耗<0.1dB/cm、帶寬>100GHz、單片集成器件數(shù)超30000個的優(yōu)異性能。公司自主研發(fā)飛秒激光三維直寫技術，實現(xiàn)±50nm高精度加工，單片可集成128個全同量子光源陣列，迭代周期縮短至3天以內(nèi)。依托國內(nèi)首個光子芯片中試線（CHIPX），已實現(xiàn)6-8英寸晶圓量產(chǎn)能力，形成從芯片設計、制造到封裝測試的全流程閉環(huán)。
在應用層面，其光子芯片覆蓋光通信、光計算、量子計算等多場景，推出的GCS-HiCPO方案支持高密度光電共封，扇出密度較傳統(tǒng)方案提升50倍，可適配AI芯片百萬級I/O需求；量子計算芯片已實現(xiàn)>110GHz調(diào)制帶寬，單光子產(chǎn)率超10^10 Hz/mW。
楊志偉表示，圖靈量子將持續(xù)推進光子芯片規(guī)?；c異質(zhì)集成，為AI算力突破與量子計算產(chǎn)業(yè)化提供核心硬件支撐。
萬里眼：90GHz示波器破解光互聯(lián)測試難題
深圳市萬里眼技術有限公司高速測試首席技術專家邱小勇在論壇中帶來了《光領域示波器的應用與未來測試解決方案》的主題分享，聚焦光通信技術升級背景下的測試測量核心突破。
深圳市萬里眼技術有限公司高速測試首席技術專家邱小勇
邱小勇指出，AI算力集群規(guī)模持續(xù)擴張推動光互聯(lián)技術快速演進，光模塊已進入“兩年一代”周期，1.6T產(chǎn)品將于2026年逐步上量，3.2T技術預計2028年落地，CPO商用化也進入加速期。
與此同時，相干技術向數(shù)據(jù)中心下沉，單波400Gbps研究啟動，對測試設備的帶寬、噪聲控制與分析能力提出嚴峻挑戰(zhàn)——單通道200Gbps及T級相干光測試需180GHz以上帶寬支撐，256QAM等高階調(diào)制格式則要求設備具備高ENOB性能。
針對行業(yè)痛點，萬里眼推出90GHz超高速實時示波器，其帶寬覆蓋25G~90GHz，采樣率達每通道100G~200GSa/s，存儲深度4Gpts（同級別業(yè)界2倍），底噪低于1mV，典型ENOB超5.0 bits，可有效提升信號眼圖20%+裕量。
據(jù)介紹，該方案集成智能消噪算法與多維光電信號分析工具，支持PAM4/PAM6/PAM8等多調(diào)制格式，已成功應用于1600ZR光傳輸系統(tǒng)、448Gbps速率系統(tǒng)等場景的性能驗證，實現(xiàn)從信號采集到調(diào)制解調(diào)分析的全流程覆蓋。邱小勇表示，未來萬里眼將持續(xù)迭代高帶寬、智能化測試方案，為光通信技術向更高速率演進提供可靠支撐。
結語
綜合來看，本次論壇以全產(chǎn)業(yè)鏈視角搭建起深度交流平臺，產(chǎn)業(yè)鏈廠商從材料、器件、封裝、測試到系統(tǒng)應用，層層拆解半導體與光電子產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新密碼，既展現(xiàn)了底層技術的硬核突破，也彰顯了產(chǎn)業(yè)協(xié)同的強大合力。
這些創(chuàng)新實踐不僅回應了當下算力爆發(fā)、通信升級的核心需求，更勾勒出后摩爾時代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的清晰藍圖，搭建起產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作的堅實橋梁。
未來，隨著更多創(chuàng)新技術的落地轉化、更多協(xié)同生態(tài)的構建完善，半導體與光電子產(chǎn)業(yè)必將突破更多技術瓶頸，為數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的核心動能，在全球產(chǎn)業(yè)競爭中書寫技術創(chuàng)新的嶄新篇章。
