中國發表矽光子全光處理平台，全程高速不下交流道

中國團隊研發出全球首款可程式化、單晶片全光訊號處理平台（AOSP），打破傳統矽光子需「光-電-光（O-E-O）」轉換的限制，讓資料從輸入到輸出全程維持光訊號狀態，邁向無需交換器的高速運算新架構。

中國華中科技大學、上海交通大學等機構組成的團隊宣稱，新平台有效降低傳輸損耗至僅 0.17 dB/cm，並實現四波混頻（FWM）下的高速邏輯運算，運作速率可達 100 Gbit/s。整合 136 個元件的晶片可同時處理 8 通道訊號，總處理能力達 800 Gbit/s，並支援多種調變格式如 Differential Phase Shift Keying 與 on-off keying，為實現全光網路奠定技術基礎，該研究也獲刊於期刊《Frontiers of Optoelectronics》上。

全光訊號處理（All-Optical Signal Processing，AOSP）是一種完全在光學領域內完成訊號處理、邏輯運算與再生的技術。相較之下，目前主流的矽光子技術仍多仰賴「 O-E-O（光-電-光）」架構，需先將資料從光訊號轉為電訊號，經由交換器處理後，再轉回光訊號進行傳輸，造成額外能耗與延遲，就像開在高速公路被迫先下交流道再重新上高速一樣。

AOSP 則不需要額外網通設備介入，能以極快速度與極低能耗完成資料運算。這使得它特別適合應對高頻寬、高併發（短時間內的高流量）的應用，例如AI訓練、量子通訊與 CMOS 整合系統。

雖然 AOSP 聽起來像是未來科技的夢幻藍圖，但為何至今尚未廣泛應用？關鍵在於材料限制。矽在高強度光照下，容易產生雙光子吸收（TPA）與自由載子吸收（FCA），導致訊號衰減與干擾。此外，矽本身的高折射率雖有助光波集中傳導，卻也因折射率差異過大而導致散射損耗與光學干擾，進一步增加設計與控制難度。

為突破這些技術障礙，研究團隊開發這款 AOSP 平台，將光濾波、邏輯運算與訊號再生功能整合於矽基晶片上，並透過優化波導設計、引入高Q值微共振器等方式，成功解決訊號衰減與干擾問題。

隨著矽光子製程持續進化，晶片上的光學元件正從過去的配角走向主角。未來若邏輯運算、資料路由甚至記憶體存取都能在光域中完成，交換器是否仍為必要組件，勢必將成為產業討論的焦點。