光子技術 科技業明日之星

光子學(Photonics)是探討以光子作為資訊及能量載體的科學,

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,而光子技術就是運用光子學所發展的相關技術。光子技術也可以是操控光子的技術,

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,主要有光傳輸、光放大、光檢測與光調變等。從應用的層面來看,

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,光子技術範圍將囊括光源技術、光傳輸介質技術、光信號放大技術、光檢測技術、光資訊編碼技術、光子系統和光整合電路技術等。在所有的光子技術中,

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,光傳輸技術與光整合電路為最重要的次世代的技術,

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,未來將對醫療技術、光電感測、太陽能電池元件、遠紅外線光源及光顯示等應用產生革命性的影響。市場研調機構Credence預估,

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,光整合電路在2020年時的全球產值將達到13億美元,2015年至2020年產值年複合成長率高達25.2%。MarketsandMarkets更指出,未來光子技術在電信傳輸與資料傳輸等應用將成長最快,將於2020年達到200萬美元,而消費性電子的光子技術應用也值得關注,預計在2020年產值也將達到150萬美元。光子因不具有電荷與質量,擁有低能量耗損與不容易受到外界干擾的特性,能夠解決半導體在不斷微縮過程中,元件與導線的距離縮短導致電磁干擾導致操作延遲、能源損耗等相關的問題。因此光子成為後摩爾定律時代中新興的重要技術。歐盟在2009年歐盟所提出Key Enabling Technologies(KETs)的五項技術,即包含光子技術。光子技術的節能特徵,將隨著倍數增加的運算、儲存需要而變得日益重要,各國也紛紛投入相關研究計畫支持。歐盟第七期框架計畫就透過科技補助支持CMOS整合光電子技術(HELIOS)研究、光子製造技術平台(PLAT4M)等計畫,協助將光子整合電路技術從科學研究變成商業產品並形成產業。進入歐盟第八期歐盟框架計畫階段(Horizon 2020),歐盟將光子技術的研發分為先進技術研究與產業技術研究,主要目的是探索光子先進技術,保持歐洲在光子技術上的領先;還有透過公私夥伴協力的方式,加速光子技術的產業發展。美國在先進製造夥伴2.0計畫預計以尖端製造業再復興創造美國的經濟發展,提出15個創新研究中心,包含光整合電路創新中心,由紐約州立大學與美國能源局共同負責營運。該創新中心主要提供光整合電路的標準化平台,協助光子技術的產業擴散,將串聯設備製造商、材料供應商、軟體供應商、光整合電路生產商與研究者,透過多方合作,加快光子技術的產業化進程。美國國家科學基金會、美國國家航空暨太空總署等也投入光子尖端技術研發,包含LiDar技術、光處理器、先進醫療光感測器、多光雷射等。日本經濟產業省與新能源產業技術綜合開發機構在2012年展開十年的光電子融合基礎技術研究,以確保日本在後摩爾時期,能在光整合電路相關技術上保有領先優勢。至於前瞻光子技術的部分,日本文部科學省於2016年揭露研究目標與戰略分項所展開的拓璞量子戰略,將量子運算、自旋電子學與光子技術列於重點技術,將於未來投入發展光子新的理論、使用單向傳播光波導的光整合電路、光學儲存設備、高功能單模雷射和向量光束。中國大陸投入光子技術包含兩個部分:光通訊的技術追趕與光子技術彎道超車。在技術追趕部分,透過全國電子光學系統十三五標準化發展規劃,設立光子技術標準,透過制定標準提升產業技術。國家重大科學研究計畫則建立自主的矽光子技術與研發平台,透過中科學、大學與產業的合作,擬在關鍵的高性能的微奈米電光元件及其整合技術上,實現光子技術的彎道超車。光子技術是兼具科技前瞻性與市場應用性的技術,從產值估測可以得知,未來幾年光子技術應用將逐漸深入生活。因此各國無不投入研發資源,期望透過產官學研的資源整合,搶占光子技術未來商機與機會。(作者是國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心研究員)STPI簡介國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心(STPI)成立於1974年,長期以來專責於我國科技研究發展所需資料之蒐集、建置、分析、處理與服務等事務。近年來在既有之資訊資源基礎上,強化趨勢研析、關鍵議題發掘、專利情報分析、創新創業推動等能量,並協助政府擘劃我國科技發展之願景與策略,以朝向專業之科技政策研究智庫邁進。科技政策研究組STPI科技政策研究組肩負「國家級科技智庫」角色,積極發展科技資訊分析能力,建立科技政策研究的能量,結合學者專家整合建立科技政策研究體系,以支援政府科技政策決策,及加速我國科技整體發展與提升國際競爭力。,

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