一、信息光子技术体系与总体态势
信息光子技术体系涵盖光传感、光连接、光算存、光显示四大细分领域，贯穿信息生命周期全过程，是信息基础设施和感知基础设施的重要构成部分。光连接包含光通信与光互连，光算存包含光计算与光存储，光传感包含光电探测、激光传感和光纤传感，光显示涉及图像的输出和可视化。
全球光子技术产品的市场规模持续增长，已超过8000亿美元，并将逐步向万亿美元迈进。信息光子各细分领域处于多样化发展阶段，传统方向持续演进，新兴方向创新活跃。
信息光子与人工智能相互赋能，双向发展。光连接与光计算全面支撑智算中心发展，传统和新型光连接产品协同发力，支撑算力集群高效扩展。光计算为高性能算力扩展探索新模式，在矩阵运算、神经网络训练等人工智能场景中，相较经典计算效率可大幅提升。人工智能助力信息光子提质增效，驱动材料芯片结构创新实现智能设计，赋能精密工艺控制实现智能制造，突破高精度集成瓶颈实现智能封测，提高效率和准确性实现智能检测。人工智能助力信息光子应用水平大幅提升，光连接智能化、易运维，光传感持续向更高精度与准确率、快响应、智能化等趋势发展演进，光显示从被动输出界面向主动智能感知转变。
二、光连接领域研究与应用进展
光连接领域，电信网络、数据中心之间互联（DCI）、数据中心内部互联（DCN）等光通信与光互连技术整体处于产业成熟应用阶段，并持续向更高速率、更大容量、更低能耗、更低时延方向高速迭代。
- 传统光模块：中长距相干光模块向 Tb/s 迈进，短距直调直检光模块加速演进并呈现新型距离需求，光模块技术方案随速率提升不断调整，相干技术进一步下沉。
- 新型光模块：线性光模块通过去除部分硬件和功能以降低能耗与时延，业界广泛开展线性光模块的产品研发与演示验证，LPO 标准化工作有序推进，LRO 标准体系正在加速构建，单通道 100Gb/s 线性光模块即将起量，下一代单通道 200Gb/s 的产品预研已经启动。
- 新型光器件与光纤：频谱扩展方面，400Gb/s C+L 多波段一体化光收发芯片取得突破，未来将向更高速率和更宽频谱演进。新型光纤方面，弱耦合多芯光纤为空分复用光纤的主要发展方向，空分复用光纤短期聚焦海缆和数据中心/智算中心应用场景，空芯光纤具有重塑产业范式的巨大潜力，性能指标不断提升，国内外积极推动空芯光纤传输系统的应用示范，空芯光纤技术发展正处于关键窗口期，未来应用场景广阔。
- 全光交换技术：全光交换可与传统电交换技术混合组网，面向数据中心和智算中心存在三类应用场景，阵列光开关包含四类主流技术路线，面向规模商用，全光交换需进一步提升成熟度和流量控制能力。
- 高集成、低能耗芯片级光互连：CPO 与光I/O 通过光电共同封装的形式，能够构建片间光互连，形成交换和算存网络中多节点算力提升新方案。CPO 交换网络场景聚焦 CPO 技术，硅基光电子集成方案为主流路线，当前 CPO 产品研发主要围绕增强可制造性与推进生态系统开放展开，全球 CPO 市场规模持续增长，我国企业或面临转型压力，包含框架、外置光源、接口和测试在内的 CPO 标准体系逐步建立。光 I/O 已成为算存架构中的重要互连方案，包含硅基光电子和Micro-LED 两类技术路线，多波长光源在波长数量及输出功率方面持续进步，光 I/O 上升势头明显，大带宽、低能耗与高集成为主要发展方向，光 I/O 标准化基于电互连领域向光学拓展，体系框架尚未形成。
- 应用场景：光连接已由传统光通信泛化为信息通信领域的全尺度连接技术，连接距离贯穿数千公里至厘米级及以内，应用场景进一步向卫星通信、车载通信等领域拓展。卫星光通信是空间光通信的重要发展方向，全球卫星光通信产业生态逐渐活跃。车载光通信是智能座舱和智能驾驶快速发展，驱动车载光通信应用需求，三类车载光通信技术方案并行发展，国内外呈现不同的技术方案选择与标准化路线。
三、光算存领域研究与应用进展
光算存领域，光计算可分为通用数字光计算和专用模拟光计算，技术体系框架包含基本原理层、硬件层、工具框架层、功能层和应用层。不同光计算功能的技术原理及硬件方案存在差异，光计算在硬件层面仍面临设计成熟度低、集成难度大、系统规模小等挑战。
- 算法与硬件融合发展：算法的优化能够有效提升光计算系统性能，将光子的物理特性融入算法框架能够启发新型应用，光 计算软件工具生态持续构建，光计算在软件算法层面仍存在诸多挑战。
- 光电共建应用抽象层：光、电分工协作，共同构建应用抽象层，应用探索从实验室演示转向场景适配和解决实际问题。
- 协同产业链初步构建：协同型光计算产业链初步构建，光计算产业化以初创企业和行业巨头为主导，多种形式推进，近三年全球光计算产品化进展略为缓慢，光计算的规模应用预计将分三阶段逐步演进。
- 多元路线竞相探索：光存储包含传统光存储和新型光存储两大类，技术体系不断完善扩展，光存储领域主要从多维复用与超分辨两条技术路径探索提升光存储密度，新型光存储主要面向计算架构，当前处于研究阶段，相关实验证明实例不断增加。
四、光传感领域研究与应用进展
光传感以光作为载体获取多维信号，已成为多学科交叉领域关键技术，光传感技术正逐渐向集成化和智能化演进。
- 激光雷达：激光雷达已在众多应用领域展现广阔发展前景，调频连续波有望成为激光雷达未来主流方案，车载激光雷达以 VCSEL+SPAD-SoC 架构为主要演进趋势，激光雷达技术呈现四大演进趋势。
- 光纤传感：多类型光纤传感技术并行发展，适用场景存在差异，分布式光纤传感成熟度较高，北美规模最大、亚太增速领先，能源、工业引领规模市场，其他领域多点开花。
- 光电成像：光电成像技术持续创新，突破人类视觉系统极限，高精度图像传感技术正实现从二维到多维的升维跃迁，高光谱成像以纳米级光谱分辨率为核心优势，重构物质识别机制，红外成像技术在多个领域展现应用价值。
- 计算光学成像：计算光学成像引领第四次光学成像技术变革，计算光学成像技术体系繁杂，整体沿四大方向演进。
五、光显示领域研究与应用进展
光显示主流应用市场中，LCD和OLED仍占主导，微显示技术在新型、高端应用领域占据重要地位，光学材料、微纳超结构表面加工与仿真设计进步支撑光波导性能提升，光显示产业正经历结构性转变。
- 多元技术演进与新应用驱动显示技术发展：光显示产业正经历结构性转变，传统主力市场如智能手机、电脑、电视等增速放缓，需求趋于饱和，而三维显示、柔性显示（尤其在可穿戴设备领域）、近眼显示、以及极大极小显示等新兴领域展现出强劲的增长势头。
- 三维显示：三维显示可显著提升视觉体验，应用范围广泛，三维显示多条技术路线同步发展，微纳超结构表面光学为新一代三维显示提供创新路径，多领域协同创新推动三维显示技术发展，三维显示效果与内容生态有待完善提升。
- 柔性显示技术：柔性显示正推动可穿戴设备、车载系统以及折叠屏和曲面屏等消费电子的深度演进，柔性显示材料体系的突破正重塑产业格局，柔性显示产业仍面临可靠性、工艺和系统集成等挑战。
- 沉浸式显示：沉浸式显示逐渐成为跨领域人机交互的新支撑技术，三类沉浸式场景光显示并行发展，视网膜投影显示是下一代沉浸式显示的颠覆性方向，沉浸式显示短期内仍面临技术成熟度与市场接受度挑战。
- 极大极小显示技术：极大与极小显示不断拓宽光显示的应用范围，Micro-LED 成为极大与极小显示的重要共性解决方案。
六、光子交叉融合研究与应用进展
光子交叉融合领域，光计算、互连、存储一体机为远期目标，“光算连一体”从单节点、多节点双维度提升计算性能，“光存算一体”技术研究与产品研制持续推进，“光算连存一体”是打破现有计算架构瓶颈的重要路径。
- 光网络通感一体化协同架构：短期内同纤复用为主流路径，中长期需进一步攻克同波融合技术，国内外标准组织加速推进通感一体标准化进程。
- 光感算融合：光传感与光计算结合的感算融合概念崭露头角，光计算可为 DAS 传感提供实时数据处理能力。
- 光感显融合：“光感显一体”推动“单向显示”向“双向交互”升级，Micro-LED 是“光感显一体”关键路径，串扰耦合为主要瓶颈。
七、光电融合研究进展与产业影响
光电融合领域，光电融合实现优势互补，多应用不断深化，光电融合趋势在多个应用场景逐步凸显，成为先进计算等领域的重要发展方向。
- 光电融合技术体系：光电融合包含功能协同和硬件一体两大层次，光电融合趋势在多个应用场景逐步凸显，成为先进计算等领域的重要发展方向。
- 光电融合重塑计算体系：面向先进计算的光电融合技术近年来发展迅速，光电融合深刻影响数据中心和智算中心的互连、交换和计算体系，功能协同“松融合”与硬件一体“紧融合”协同演进，光电融合主流技术处于不同发展阶段。
- 光电协同仿真设计：基于已有仿真设计工具，光电协同仿真设计有四类实现方式，高效的光电协同仿真设计需要全新模型。
- 先进集成封装技术：头部芯片制造平台持续推动以硅基光电子为基础的异质异构先进集成封装技术，硅基光电子与微电子CMOS工艺兼容，具备优异的集成能力，通过异质异构集成可与SiN、III-V族、薄膜铌酸锂、钽酸锂、钛酸钡、聚合物等结合，融合各类材料的优势，以整体实现大带宽、低传输损耗和高发光效率，是光子集成和光电融合的重要实现平台。
八、信息光子技术发展与应用展望
未来几年，光连接将持续向高速率、大容量、低时延、低能耗方向演进，光算存将持续向集成式、一体化路线发展，光传感将持续向高精度、集成化、智能化、多场景拓展方向演进，光显示将持续向性能提升、场景拓展方向发展，光电融合将在先进计算和人工智能领域重点发力。
技术和产业发展需要“政产学研用”协同推动，加强战略研究与统筹规划，提升创新能力与产业基础，深化生态建设与应用牵引。
