“没有光芯片，何谈 5G 与 AI ！”米磊曾在报告里提到，“整个IT产业正处在“从电到光”的转换过程，人工智能时代必定带来集成光路与光芯片的革命。光电芯片将引领5G和人工智能时代。”目前，人类信息时代是建立在摩尔定律的基础上。1965年，英特尔联合创始人戈登·摩尔提出“摩尔定律”，意指集成电路上可容纳的元器件的数量每隔18至24个月就会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律过去一直保证集成电路性能的稳定提升，但如今，摩尔定律每年只能增长几个百分点，每10年可能只有2倍，这样的变化意味着上一轮科技革命的红利结束，但同时也意味着光电芯片的机会。5G是物联网的基础设施，它的三大特性是：1、超高速度，可解决流量问题；2、超低延时，可解决实时性问题，云计算可以实时运算；3、超大连接，只有5G才能让所有的传感器都连到网上。只有把5G做出来，才有未来的人工智能时代。美国打压5G最核心的是打压什么？一个是对中兴禁运的清单，一个是对华为禁运的清单，这里面有50%、60%都是光芯片公司。另外，我们要明白的是，信息技术的发展趋势主要包括两个方面。一是希望信息交互可以“越快越好”，即高速率、高密度、大带宽和多通道，因此发展了光通信技术。另一个趋势是希望计算机等电子器件可以“越小越好”，即实现小尺寸、多功能、低能耗和低成本，因此发展了芯片技术。现阶段，这两个技术均遇到了发展的瓶颈：一方面，以硅为基础的微电子技术由于物理极限的限制，将很难继续遵循摩尔定律来发展，集成电路芯片的发展趋向饱和。半个世纪以来，微电子技术大致遵循着“摩尔定律”快速发展，随着信息技术的不断拓宽和深入，芯片的工艺制程已减小到 5nm 以下，但由此带来的串扰、发热和高功耗问题愈发成为微电子技术难以解决的瓶颈。另一方面，由于大数据、云计算、物联网的发展，信息高速公路体系中各层分支线路上的数据流量也大大增加。而在现有冯诺依曼计算系统采用存储和运算分离的架构下，存在“存储墙”与“功耗墙”瓶颈，严重制约系统算力和能效的提升。此外，处理器与内存之间、处理器与处理器之间信息交互的速度严重滞后于处理器计算速度，访存与I/O瓶颈导致处理器计算性能有时只能发挥出10%，这对计算发展形成了极大制约。电子芯片的发展逼近摩尔定律极限，继续在电子计算技术范式上寻求突破口步履维艰。在面向“后摩尔时代”的潜在颠覆性技术里，光芯片已进入人们的视野。光芯片，一般是由化合物半导体材料（InP和GaAs等）所制造，通过内部能级跃迁过程伴随的光子的产生和吸收，进而实现光电信号的相互转换。微电子芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成电路或电互联技术，光芯片展现出了更低的传输损耗 、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。此外，光互联还可以通过使用多种复用方式（例如波分复用WDM、模分互用MDM等）来提高传输媒质内的通信容量。因此，建立在集成光路基础上的片上光互联被认为是一种极具潜力的技术，能够有效突破传统集成电路物理极限上的瓶颈。光电芯片，在光通信传输过程中，发射端将电信号转换成光信号，通过光纤传递，在接收端接收到光信号后再将其转化为电信号，经调制解调后变为信息。在这个过程中，简单来说，光电芯片所起到的作用就是实现电信号和光信号之间的相互转换，光电芯片是光器件的核心部件，使光通信与电通信相比，能够实现更高性能、更低能耗、更远距离的信息传输，按照种类分可分为光芯片（激光器芯片、探测器芯片）和电芯片。
光电器件，是一种基于光电效应实现光电转换的功能组件。当光照射在光电器件的有效吸收表面时，足够高能量的光子能够激发电子从半导体材料的价带跃迁到导带中，从而在半导体内产生自由的电子空穴对。光电器件可分为光子接收器件（例如光电探测器（PD））、发光器件（例如激光二极管、发光二极管（LED））、光伏器件（例如太阳能电池）和光通信器件（例如光耦合器、电光调制器）。目前，光电产业逐步发展出2大阵营：一类是将光作为能量使用的、以提高光功率和亮度等为目的的功率型激光器，不仅包括用于激光加工、医疗美容、3D打印等行业使用的大功率半导体激光器，广义上还包括光电显示、照明、光伏等光电转换器件；另一类是将光作为信息载体的信息光电器件，实现信息获取与交换，包含一系列光通信、光成像、光传感器件。这类器件用的激光器对功率的要求不高，一般为几毫瓦至十几毫瓦，但对模式、寿命有较高的要求。光电子技术作为光子技术和电子技术结合而成的热点技术，在科学技术的发展中起着巨大的推动作用，是未来信息产业的核心技术。光电子产业已经快速形成了一个庞大的产业链，极大地促进了传统产业的转型升级、新兴产业的技术发展和产业结构的调整优化，在国民经济中发挥着极为重要的作用。信息和能量是科技发展的主线，也是引领社会发展的核心。当前，集成电路领域摩尔定律逐渐失效，呼唤更具安全性和更高能量密度的信息获取、传输、计算、存储和显示解决方案。“光学”相关技术成为解决这一问题的核心，将推动以5G、物联网、大数据为特征的人工智能时代加速到来。目前，全球领先的科技公司已经纷纷布局光芯片领域，国内也在加速突破关键核心技术，实现国产替代。其中，光学芯片和核心材料的突破，将成为产业发展的重中之重。未来，将不再消费电子时代，而是消费光子时代。半导体技术是现代电子信息科学技术发展的基石，以硅为主体材料的数字集成电路技术已接近尺度和速度极限，以砷化镓、氮化镓等化合物半导体为主体材料的固态微波技术也遭遇功率和频率瓶颈，未来电子信息技术的发展和应用对寻找下一代半导体功能材料的需求日益迫切。多种新兴材料不断涌现，其中碳基材料以体材料金刚石、二维材料石墨烯和准一维材料碳纳米管为代表，因其分别具有超宽禁带、高载流子迁移率、高饱和漂移速度、高热导率等优异特性，有望为射频电子特别是微波功率和高频电子器件性能的提升提供新的空间，受到了国际学术界和应用研发机构的广泛关注。同时，不同维度的碳基材料还分别拥有抗辐照、高工艺兼容性、柔性轻质、生物安全、丰富的量子效应等特有属性，为开辟更多新型射频应用场景提供了可能。通过将射频、模拟、数字和光电等多功能集成实现芯片上系统，构建融合无线通信和多元感知、运算控制于一体的智能平台，将为未来智能物联网络提供有力的技术支撑。碳纳米管，在推动光电器件发展上具备远超硅基材料的特性。传统的硅基材料是间接带隙半导体，无法制备高性能的电致发光器件。作为一种直接带隙的半导体材料，碳纳米管具有优异的光电性能，可以同时实现电致发光器件和光电器件。在碳纳米管的两端分别采用钪和钯作为接触电极，使电子和空穴在被注入到碳纳米管中时或面临零势垒（正偏压条件）或面临接近碳纳米管能隙的很大势垒（负偏压条件），从而实现高性能二极管。碳纳米管二极管在光照射下可以激发出电子空穴对，并在内建电场中被分开，从而实现高效率的纳米光电二极管。但是单个二极管实现的光伏电压较小，不具备实用价值。科研人员创造性地发展了碳纳米管级联电池（虚电极）技术，使单个二极管的光伏电压超过1V，达到实际应用水平。研究成果表明在一根碳纳米管上可以简单地通过选用对称电极实现CMOS器件，构建集成电路，通过非对称电极（例如两端分别由非对称的n型和p型电极连接的碳纳米管）即可实现红外纳米光源和光探测器，并可以通过虚电极的引入增加光电压和探测效率。纳米CMOS器件和光电器件在这个无掺杂集成工艺中自然地结合了起来，有望为纳米电子和光电子电路的开发提供一个统一的平台，而电子和光电子器件的集成，特别是光通讯电路与高性能电子电路的集成有望极大地提高计算机系统的能力，为后摩尔时代的电子学带来新一轮的繁荣。石墨烯，石墨烯的二维结构赋予了它独特的物理性能。与传统半导体材料相比，二维层状半导体材料凭借其较大的表面积、原子级薄的厚度以及独特的能带结构，在电学和光学器件的应用方面都展现出巨大的优势。石墨烯是由共价键和的碳原子单层组成的蜂窝状晶格结构，数层石墨烯在空气中仍然能够保持稳定，它们的极性由氧化石墨烯所决定。另外石墨烯表现为带隙为零的半金属，具有超高的载流子迁移率，低温下可达200000 cm2·V-1·s-1， 使得石墨烯的光谱吸收范围包括可见光以及长波红外甚至到太赫兹频，其对光的响应波长范围可达0.75-30 µm。而且石墨烯的线性电子结构使得它的功函数可受外部电场、热退火、化学修饰等方法调控，展现出局部的光电透明性，因此石墨烯在光电探测器领域具有独特的应用。而且近年来，石墨烯的生长工艺不断优化，高质量的单原子层石墨烯可以大规模的生产，其优异的导电性、延展性以及对光线良好的透过率等性质使得石墨烯在光电器件领域有着极为广泛的应用，例如光电探测器和太阳能电池。在光电探测器的工艺中，石墨烯超高的载流子迁移率可以使器件达到极大的增益，对于微光探测以及有着重要意义，良好的延展性也铺展了石墨烯在柔性器件的应用前景。在太阳能电池的工艺中，石墨烯的引入可以在保留高效率的同时有效地简化太阳能电池的制备工艺，降低制造成本，研究低成本、高效率的杂化电池能够给光伏发电技术带来更大的竞争力。
金刚石，除了具有极高的硬度和稳定性外，其优异的光学性质越来越引起人们的重视。从紫外到红外和更长波长的宽光谱范围内都具有非凡的高导热性和透明度。金刚石超宽的禁带宽度，使位于禁带中深能级缺陷发光不被吸收而发射出来，形成一系列缺陷诱导的颜色中心，即所谓的“色心”。特别是，金刚石中与空位相关的缺陷，如氮空位 (NV) 或硅空位 (SiV) 中心。这些色心具有类似“单原子”的分立能级，非常适合用于量子信息处理和量子计算。金刚石强有力的共价键结构，为缺陷中心提供了非常稳定的晶格环境，使缺陷中心具有稳定的光学性质和长的自旋相干时间，在精密测量方面具有重要的应用价值。此外，金刚石具有良好的生物兼容性和稳定性，在生物医药领域中细胞荧光标记、药物传输以及单细胞水平温度测量都具有非常大的优势。同时,利用成熟的微纳加工技术，可以将金刚石加工成高品质光学微腔和各种光波导结构，从而可以实现基于色心的微纳光子器件，在片上集成量子光学和精密测量方面具有重要的应用潜力，而要实现上述这些重要的应用，必须对金刚石色心，特别是人造金刚石单晶色心的基本光学性质进行深入和透彻的研究。同时，金刚石的超宽带隙能量（5.47 eV）使其可以在日盲条件下探测深紫外线，而且探测器件具有极低的暗电流等优势，使其成为极具吸引力的深紫外光电探测器的理想候选材料。另外，金刚石晶体以其高拉曼增益系数、极高的热导率和极宽的光谱透过范围等性质，在实现高效率拉曼波长转换的同时展现出优异的光束亮度增强特性，为人们获得高功率、高亮度激光光束提供了新的技术路径。黄维院士也曾提出：当前，新科技革命与产业变革正蓄势待发。我们研判，未来将是“碳基材料+光电过程”（或曰“碳+光”）的时代，石墨烯、碳基纳米材料、有机高分子材料，以及激光与光通信、光存储、光显示等将成为其显著特征。“碳基材料+光电过程”催生了柔性电子和柔性电子产业，并为其开辟了极为广阔的发展空间，将深刻变革人类生产方式、生活方式、思维方式。目前，行业早已入局。很多厂商已经不再将目光放在硅芯片上，因为在硅芯片上，想绕让开ASML的EUV光刻机等设备是比较难的，所以研发碳基芯片、光电芯片等。尤其是光电芯片，更是被称为下一代芯片技术，一方面是光通信才能够满足未来更大数据的传输要求；还有一点就是，硅芯片的极限已经到来，制程缩小越来越难，关键是成本也越来越高。早些时候，ASML就明确表示，新一代EUV光刻机的价格可能会上涨，预计超3亿美元，近日，荷兰方面又对外表示，在下一代光子技术上投资 11 亿欧元（折合人民币76亿元），打造一个类似于 ASML Holding NV 的新巨头。也就是说，前有ASML表示成本高等，后有荷兰表示要押注光电芯片，这或许意味着ASML摊牌了，未来的芯片趋势是光电芯片。其实早在2020年，华为正式宣布在英国建设建立研发和制造中心，主要为华为海外光电业务服务。同年，华为研究出800G超高速可调光子模式，实现了新的突破。其次，本月初，任正非还签署新文件，在该文件中，任正非明确表示华为通已在5G、WiFi 6和音视频编解码、光传输、光智能等领域已经形成了高价值专利包，拥有了一定的话语权。除了企业外，许多城市也把发展光电子芯片产业作为自己的目标，比如上海、重庆，成都等，这些城市当中有一颗耀眼的新星就是西安，据报道，2017年，西安光电芯片（集成电路）设计销售收入为655.1 亿元，比2016年增长26%，根据相关产业规划，到2021年，西安集成电路产业产值将突破1000亿元，其中集成电路设计产业产值过100亿元，制造业产值过500亿元；光电芯片产业3年产值突破100亿元，到2025年实现光电产业产值过700亿元。所以，未来碳基材料也许是推动光电行业的发展的一匹黑马，让我们拭目以待！11月1-3日，上海，第七届国际碳材料大会，针对“碳+半导体”的N种玩法，特别设置超精密加工论坛、金刚石前沿论坛、碳化硅半导体论坛、碳纳米材料论坛，从不同代际半导体光电器件的最新研究进展，探寻新型半导体机遇与挑战！
碳化硅光电器件方向特邀嘉宾
碳纳米材料光电器件方向特邀嘉宾
第七届国际碳材料大会暨产业展览会——金刚石论坛日程安排
论坛时间：2023年11月1-3日
论坛地点：中国·上海 上海跨国采购会展中心（普陀区光复西路2739号）
大会官网：https://www.carbonconf.com/
主办单位：
中国生产力促进中心协会新材料专业委员会
DT新材料
Carbontech
DT新型储能与电池
协办单位：
重庆石墨烯研究院有限公司
中国超硬材料网
支持单位：
河北工业大学先进激光技术研究中心
金属基复合材料国家重点实验室
北京石墨烯研究院
深圳市前海科创石墨烯新技术研究院
蜂巢能源科技有限公司
超威集团研究院
湖南省新材料产业协会
陕西省碳/碳复合材料工程技术研究中心
西北工业大学碳/碳复合材料研究所
中南大学炭/炭复合材料研究所
国家车用超级电容器系统工程技术研究中心
上海奥威超级电容器工程研究院
浙江省太阳能光伏行业协会
兴储世纪股份有限公司
深圳市首航新能源股份有限公司
江苏省高效储能技术与装备工程实验室
宽禁带半导体技术创新联盟
广州钻石交易中心
培育钻石支持媒体：
培育钻石网
国外合作机构：
United Scientific Group
大会名誉主席：
薛群基，中国工程院院士、中国科学院宁波材料技术与工程研究所学术委员会主任
2023年10月31日 星期二
12:00-20:00 注册签到
2023年11月1日 星期三
09:00-09:30 开幕式
开幕式致辞：薛群基，中国科学院院士
《碳材料产业发展蓝皮书2023》发布
09:30-10:00
报告题目：新材料产业高质量发展
阮汝祥，中国高科技产业化研究会副理事长
10:00-10:30
报告题目：碳团簇的大家庭
谢素原，中国科学院院士
10:30-11:00
新材料科技创新规划和科技政策解读
韦东远，科技部中国科学技术发展战略研究院研究员、科技预测与评价研究所副所长
11:00-11:30
报告题目：低碳时代的碳材料投资
丁哲波，沃衍资本管理合伙人
11:30-12:00
对话 | 行业大咖如何看待新材料产业发展关键问题
1、碳材料如何在低成本大规模制备的基础上，开拓新型应用场景？
2、关键装备与工艺如何创新匹配产业发展需求？
3、如何助力科技成果转化，打通校企‘最后一公里’？
阮汝祥，中国高科技产业化研究会副理事长
赵云峰，航天材料及工艺研究所副总工程师、中国航天科技集团有限公司工艺技术首席专家
丁古巧，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员
王冰泉，湖南金博碳素股份有限公司总经理
丁哲波，沃衍资本管理合伙人
13:55-14:20
报告题目：力流变高效超精密抛光技术研究进展
袁巨龙，浙江工业大学教授、浙江工业大学超精密加工研究中心主任
14:20-14:45
报告方向：高速磨削难加工材料的表面完整性
张 璧，南方科技大学机械与能源工程系讲席教授、工学院副院长
14:45-15:10
报告题目：金刚石涂层刀具制备与复合材料加工应用
陈 明，上海交通大学教授
15:10-15:30报告题目：Future of Diamond Processing Lasers (is Now)
Mr. Rahul Gaywala，CEO and the director of Sahajanand Technologies Private Limited
15:55-16:20
报告题目：超精密阵列光学模具制造工艺及复合加工装备研发
尹韶辉，湖南大学教授、湖南大学无锡半导体先进制造创新中心主任
16:20-16:45
报告题目：大尺寸金刚石膜的高效低损伤抛光技术
苑泽伟，沈阳工业大学教授
16:45-17:10
报告题目：纳米金刚石表面接枝工程技术及其应用
付永胜，南京理工大学化学与化工学院系主任、教授、南京金瑞立丰硬质材料科技有限公司研发中心副主任
18:00-20:00
大会欢迎晚宴
2023年11月2日 星期四
主题一： 金刚石功能器件与在先进封装、新能源领域的应用
09:00-09:25
朱嘉琦，哈尔滨工业大学教授
09:25-09:50
报告题目：金刚石光电探测器
敖金平，江南大学教授
9:50-10:15
报告题目：应变金刚石用于半导体及光电应用
陆 洋，香港大学教授
10:40-11:05
报告题目：高纯纳米金刚石的创新应用
白立辉，德润斯合金科技（江苏）有限公司总经理
11:05-11:35
报告题目：金刚石半导体器件中的取向极化效应
徐跃杭，电子科技大学教授
11:35-12:00
报告题目：电子封装用金刚石增强导热材料技术研究
曹文鑫，哈尔滨工业大学助理教授
12:00-14:00自助午餐
14:00-14:25
报告题目：聚晶金刚石（PCD）的制备与应用研究
邓丽芬，中国科学院宁波材料技术与工程研究所
14:25-14:50
报告题目：Effect of Holder Design on Diamond Growth Profile in Conventional MPCVD Reactor
付 昊，苏州思体尔软件科技有限公司副总经理
主题二：金刚石光学器件与量子前沿应用
14:50-15:15
报告题目：金刚石在固体激光器热管理中的应用研究
杭 寅，中国科学院上海光机所研究员
15:45-16:10
报告题目：朝着更高功率、更高亮度和多波长发展的金刚石激光器
白振旭，河北工业大学教授、先进激光技术研究中心副主任
16:10-16:35
报告题目：基于高性能钻石氮空位色心的量子精密测量
杨 森，香港科技大学物理系副教授
16:35-17:00
报告题目：金刚石量子传感应用与未来
秦景霞，元素六亚洲战略市场总监
09:25-09:50
报告题目：培育钻石v.s.珠宝品牌、价格营销v.s.价值营销
李 杨，Diamond Foundry大中华区总经理
09:50-10:15
报告题目：氢气在人工钻石培育行业中的应用
段 风，普敦实验室设备（上海）有限公司销售总监
10:15-10:40
报告题目：培育钻石应该走出圈子接近用户
刘洋洋，中国磨料磨具工业海南有限公司（国机精工）品牌主理人兼总经理
11:05-12:00
圆桌讨论
1、钻石稀有性、收藏价值是否一定需要？“钻石”产品能否保持其一贯的“品牌”地位？
2、培育钻石如何真正可持续发展？产业链如何纵向整合，打造培育钻石生态圈？如何平衡供需关系？
3、培育钻石如何市场定位？开拓独特发展道路，打开消费市场？
其他精彩活动不容错过！！！！
1、碳材料创新应用展览
2、碳材料产业发展论坛
3、Carbontech 2023同期论坛
极端制造与超精密加工论坛
金刚石前沿论坛
培育钻石论坛
碳化硅半导体论坛
碳纳米材料论坛
碳纤维及炭/炭复合材料论坛
多孔碳论坛
4、2023工商业储能电池大会
9大论坛
2万方展览
11月1-3日，上海见
联系人：王侨婷
手机号：136 4916 0039
邮 箱：ada@polydt.com
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