如何把偌大的光机电系统进一步缩小体积，提高效率、降低成本，已经不是梦想，光机电系统可借由“硅光子”（Silicon Photonics）技术朝此方向发展，这是一种利用 CMOS 半导体制程技术在硅基板上制作光电整合回路，能广泛应用在超级电脑、光交换机、医疗设备、感测器等光电设备。
硅光子技术初期应用在光通讯领域，例如 Data Center 所需要光以太网络、WDM 等设备。据估计，这些硅光子技术应用的设备在 2019 年突破了 10 亿美元，且预期 2024 年超过 50 亿美元，复合年成长率（CAGR）达到 39%。未来 LiDAR、各种感测器，例如影像感测器、空污侦测器、水质检测、OCT（OpticalCoherent Tomography）、陀螺仪、超快激光等会逐渐采纳硅光子技术做为创新的解决方案。
科技部的“硅光子及积体电路计划”也是朝上述的几项应用开发，包括 5G 移动网络、高速光传输、同调光通讯、光陀螺仪、生医影像感测等各项前瞻应用。
▲ 硅光子技术之应用产品市场趋势（单位：百万美元）。（Source：PIDA，2019/11）
硅光子芯片设计产业的诞生
如同 IC 设计，因应硅光子技术广泛的应用，硅光子的设计或软件公司便应运而生，以提供应用厂商在光电整合（PIC）技术方面的服务。全球硅光子设计公司 Bright Photonics、teem Photonics、VLC Photnics 等公司，这些公司再将设计完成的产品交由如 Global Foundries 制作。
在科技部的辅导之下，目前在台湾也诞生了一家由台湾大学光电所延伸出去的硅光子创新公司“台湾奈微光科技”。该公司即利用硅光子技术，发展出远红外线发光与感测元件，并应用在光谱仪，为全球第一家硅光子感测公司。
光谱仪就是一种典型的硅光子技术的应用产品。而光谱仪的应用，可延伸出一大片的应用市场，包括生医检测、污染防治、物质鉴定等。硅光子的运用无远弗届，让人拭目以待。
（首图来源：shutterstock）
