中国发表矽光子全光处理平台，全程高速不下交流道
TechNews科技新报
2025年07月10号
作者 苏 子芸
2025年07月10号
作者 苏 子芸
中国团队研发出全球首款可程式化、单晶片全光讯号处理平台（AOSP），打破传统矽光子需「光-电-光（O-E-O）」转换的限制，让资料从输入到输出全程维持光讯号状态，迈向无需交换器的高速运算新架构。
中国华中科技大学、上海交通大学等机构组成的团队宣称，新平台有效降低传输损耗至仅 0.17 dB/cm，并实现四波混频（FWM）下的高速逻辑运算，运作速率可达 100 Gbit/s。整合 136 个元件的晶片可同时处理 8 通道讯号，总处理能力达 800 Gbit/s，并支援多种调变格式如 Differential Phase Shift Keying 与 on-off keying，为实现全光网路奠定技术基础，该研究也获刊于期刊《Frontiers of Optoelectronics》上。
全光讯号处理（All-Optical Signal Processing，AOSP）是一种完全在光学领域内完成讯号处理、逻辑运算与再生的技术。相较之下，目前主流的矽光子技术仍多仰赖「 O-E-O（光-电-光）」架构，需先将资料从光讯号转为电讯号，经由交换器处理后，再转回光讯号进行传输，造成额外能耗与延迟，就像开在高速公路被迫先下交流道再重新上高速一样。
AOSP 则不需要额外网通设备介入，能以极快速度与极低能耗完成资料运算。这使得它特别适合应对高频宽、高并发（短时间内的高流量）的应用，例如AI训练、量子通讯与 CMOS 整合系统。
虽然 AOSP 听起来像是未来科技的梦幻蓝图，但为何至今尚未广泛应用？关键在于材料限制。矽在高强度光照下，容易产生双光子吸收（TPA）与自由载子吸收（FCA），导致讯号衰减与干扰。此外，矽本身的高折射率虽有助光波集中传导，却也因折射率差异过大而导致散射损耗与光学干扰，进一步增加设计与控制难度。
为突破这些技术障碍，研究团队开发这款 AOSP 平台，将光滤波、逻辑运算与讯号再生功能整合于矽基晶片上，并透过优化波导设计、引入高Q值微共振器等方式，成功解决讯号衰减与干扰问题。
随着矽光子制程持续进化，晶片上的光学元件正从过去的配角走向主角。未来若逻辑运算、资料路由甚至记忆体存取都能在光域中完成，交换器是否仍为必要组件，势必将成为产业讨论的焦点。
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