近日，华为公司正式提出的半导体领域新原则“韬（τ）定律”，引起广泛热议，它的核心思想是以“时间缩微”替代传统“几何缩微”，不再单纯追求晶体管尺寸缩小，而是聚焦于系统性降低信号传播时延（时间常数τ），通过压缩τ提升芯片性能和系统效率。

当前铜缆已成为高算力集群的散热负担，且易受电磁干扰，难以支撑未来 3.2T+的互联需求。光信号具有低损耗、高带宽、无串扰的特性。从可插拔光模块向 CPO（共封装光学）演进，能将互连功耗降至 1 pJ/bit 以下，并将带宽密度提升数倍。面对百万卡 GPU 集群的 Scale-Out 组网需求，只有光互联能打破铜的物理桎梏，实现低功耗、长距离的大规模算力扩展。

可以说，光互连技术是系统层面实现时间延迟（τ）压缩，支撑韬（τ）定律的关键，可以突破智算系统“功耗墙”与“通信墙”的限制，实现超大规模算力集群的高效协同，支撑下一代AI算力基础设施构建。

其中硅光技术是光子技术的重要分支，它是利用硅或与硅兼容的其他材料，应用硅工艺，在同一硅衬底上同时制作若干微纳量级、以光子和/或电子为载体的信息功能器件，形成一个完整的具有综合功能的新型大规模集成芯片。目前来看，以光互连替代铜线已成为行业趋势，硅光技术顺势成为突破AI算力集群带宽墙与功耗墙的关键路径。

近日，超快光科学与技术全国重点实验室王斌浩研究员和张文富研究员团队在硅基光互连芯片领域取得多项进展。

西安光机所2026年硅光互连芯片研究进展示意图

关键成果集锦

在硅光器件方面，团队开发出增益带宽积达7564 GHz的硅锗雪崩光电探测器（Si-Ge APD），1 dB带宽超100 GHz的微环调制器（MRM），以及1 dB带宽超67 GHz的硅基马赫-曾德尔调制器（MZM），为高带宽、低功耗光引擎奠定了器件基础；

在阵列硅基光发射芯片方面，团队完成多通道硅光发射机研发，实现了兼容16通道的大自由光谱范围（FSR）微盘调制器阵列（MDM）；通过量子点锁模激光器与MRM阵列协同集成，分别实现8通道200 GHz间隔与16通道100 GHz间隔两种2 Tbps光发射机；

在配套电路方面，开发了28nm CMOS高速电芯片，驱动和跨阻放大电路带宽均超60 GHz，支持200 Gbps PAM4发射与280 Gbps PAM4接收信号，能效达到0.67 pJ/bit，带宽密度达4.9 Tbps/mm²，通过光电融合与3D集成实现了完整的收发链路协同。

这些成果构建了以微环光引擎为核心的高带宽、低功耗、高密度光互连方案，可直接适配CPO架构，单引擎数据吞吐量＞2 Tbps，具备低延迟特性与紧凑封装形态的特点，为下一代AI算力基础设施提供从器件到系统的完整互连技术支撑。

关于超快光科学与技术全国重点实验室

超快光科学与技术全国重点实验室的重组是在原中国科学院西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室基础上进行的优化调整，实验室定位是聚焦激光聚变工程、空天感知、极端精密制造等对超短脉冲激光产生与超快探测的重大需求，深入探究光子/光电子的时空演化机制与超高时空分辨物理极限、极端时空尺度下的测量新理论与标准方法、高量子效率的光-光/光电转换新体制等科学问题，重点攻克超高灵敏度多参量超快精密协同测量、亚波长尺度下的光调控与高速光信息处理等技术难题，实现超快光学材料、器件与装备自主可控和重大应用，成为超快光学领域国际引领者。

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