#头条创作挑战赛#
芯片的种类非常多，根据材料，制造技术的不同，发挥出来的效益也是不一样的。市面上大部分的芯片都属于电子芯片，采用硅材料制作而成。
而硅基核心技术掌握在外部供应商手中，想要破局的话可以尝试换道出发，改用其它材料研制芯片。
关于这一点，砷化镓等材料制成的光子芯片迎来突破的好消息，这是怎样的突破进展呢？光子芯片会替代电子芯片吗？
光子芯片的弯道超车
每一代半导体材料的发展都会延伸出新的产业模式，硅(Si)是第一代半导体材料的代表，硅芯片被广泛应用于生活中的每一个角落。电视、电脑、手机、平板、汽车等等使用的芯片均采用硅材料制作而成。
这种IC的微电子器件也被俗称为电子芯片，基于硅材料构成了庞大的信息技术体系。人类通过硅发展芯片长达半个世纪，时至今日硅基电子芯片已经在朝着3nm制程的方向发展了。
到了这一层次，芯片每秒的计算能力可以达到数以万亿次。不过硅并不是唯一造芯片的材料，而且也存在性能瓶颈的缺陷。
相反，第二代和第三代半导体材料的应用潜力正在崛起。第二代半导体材料常见的包括砷化镓（GaAs），锑化铟（InSb），而第三代的主要有以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等等。
在这些材料中，每一种都有各自的应用性能和潜力。相比之下，第二代半导体材料更容易应用于通讯、5G、人工智能、自动驾驶等高性能计算领域，因为制成的光子芯片传输速度远大于电子芯片。
国内已经对光子芯片展开大力探索，基于光子快于电子的特性，它的优势非常明显。一方面是光子芯片的计算速度比电子芯片快1000倍，且功耗更低。
另一方面光子芯片对高端光刻机设备没有太大的依赖，这意味着制造光子芯片把光刻设备的问题也解决了。
所以业内将光子芯片视为弯道超车的希望载体，对光子芯片寄予厚望。不过理论总要走向实践，光子芯片有理论上的优势特性，又能否走向现实呢？答案是可以。
因为光子芯片迎来突破的好消息，根据媒体报道，我国会在2023年建成国内首条多材料，跨尺寸的光子芯片生产线，目前正处于筹备阶段，有望填补在光子芯片晶圆代工领域的空白。
光子芯片从理论到现实只差一条生产线了，只要生产线建成，就能批量制造光子芯片，并应用于产业链领域中，从而实现光子芯片的弯道超车。
在电子芯片成为主流的情况下，光子芯片要想形成完整的供应链生产模式可能还需要时间。
首先从外延设计开始，就需要设定好光子芯片的集成线路分布，其次在制备环节需要应用到各式各样的材料技术，虽然不需要顶级的EUV光刻机支持，但既然是造芯片，就离不开设备。
所以解决这些产业链的问题，才有望推进光子芯片的持续向前。好在光子芯片对高端制程技术的要求不高，几百纳米的成熟工艺技术就能支撑光子芯片生产，大大降低了入局的门槛。
光子芯片会替代电子芯片吗？
电子芯片发展了几十年，从低端的微米制程到高端的5nm，4nm，每一代制程的突破都是电子芯片性能的飞跃。不过电子芯片很明显的一点就是越来越难，会发现台积电原本可以每年推出一代工艺，可到了5nm以下，进程速度放缓了。
尤其是3nm，迟迟不见台积电量产的动作，而且还将3nm划分了4个工艺版本，并用这4个版本过渡到2025年量产2nm。
如果电子芯片的制程发展到尽头了，再想突破的话要么改用先进封装技术，要么用其它的材料持续发力，就像光子芯片。
既然光子芯片有如此大的潜力，它能替代电子芯片吗？显然是不可能的。
首先电子芯片已经形成完整的产业链模式，背后是千亿美元产值的市场。看似不起眼的电子芯片却能牵涉全球供应商，站在他们的角度，肯定不会舍弃对千亿美元市场的布局。
其次电子芯片作为集成电路的主要载体，在手机、PC端、服务器端等等应用场景已经形成最好的使用效率。
在这样的信息技术体系中，想要促成其它的半导体材料保持相同的地位，几乎是不可能的。而且光子芯片的定位更像是补充，而非替代。光子芯片可以和电子芯片互补，为各行各业的发展带来更好的景象。
写在最后
“中国芯”迎来“突破”的好消息，光子芯片的生产线将在明年建厂，这类光子芯片在应用场景中可以发挥出比电子芯片更快的计算速度，且功耗表现更低。如果能大力挖掘光子芯片的潜能，相信会带来不一样的产业现状。
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