问题描述

当前，以AI、云计算、大数据与5G等为代表的新一代信息技术正加速创新与突破，这些新技术的发展往往需要海量数据的支持。以高速率、大容量、低时延与高可靠为代表的全光传输系统作为信息交互的基石，将助力打造算力时代海量数据的“运力网络”。

然而，当前我国高速大容量光传输设备的部分高端芯片仍由国外厂商主导。若继续依赖进口，则面临着被断供、被制裁与被控制的风险。因此，我国迫切需要在高端制程芯片受限的现实下，联合高速大容量传输体制进行系统级优化与创新，寻找新的技术发展路径，提升高速大容量传输技术的产业化能力及其可持续发展，满足业务未来增长的需求，跟上世界先进水平，支持并推动国家与全社会的数字化转型和数字经济的高质量发展。

问题背景

当前，全球信息技术正经历快速的变革，作为信息承载的基石，高速大容量光传输系统正支持着智算、云计算、AI与大数据等应用的海量数据运送，其重要性日益凸显。因此，在高级芯片制程受限的背景下，如何保持高速大容量光传输系统的可持续发展，满足业务发展的需求，并跟上世界先进水平成为了一个亟待解决的问题，该问题的重要性与急迫性体现在以下几个方面：

1、数字化转型正加速：当前，我国在“数字中国”战略的指引下，正加速全社会的数字化转型，并以高效率与低成本的方式创造新的价值。然而，数字化的转型需要海量数据的处理能力和传输能力作为支持，对高速大容量光传输系统提出了更高的需求。

2、国家安全与经济建设的战略需求：在总体国家安全观下，信息技术在国家安全与经济发展中的作用愈发重要，掌握信息传输的核心技术成为国家战略自主的必由选择。在高级制程技术受限的背景下，自主研发创新成为冲击世界先进水平的必由之路。

3、环境保护和能源效率：随着我国“双碳”战略的深入推进，对环境保护和能源效率的关注日益攀升。在保证高速大容量传输的同时，实现更低的能耗和更小的环境影响，成为技术发展必须考虑的重要因素。

最新进展（截止问题发布年度）

1、技术最新进展：当前，针对高速大容量系统的核心芯片，国内部分器件与设备厂商采用芯片级优化的方式，使其基本性能可以达到国外同类低制程芯片的水平。从整个高速大容量系统角度来说：在光电器件上，主要通过优化合封技术，如将光发射组件、光接收组件以及光放大器合封至一个模块达到功耗的降低与性能的提升，并对芯片进行专业优化；在光电设备上，国内厂商已经可实现端到端全流程的自主可控，部分光学技术领先于国际市场，如波长选择开关等；最后，可以通过光电器件与设备的系统级联合优化，使高速大容量光传输系统整体性能达到最优。

2、面临的关键难点与挑战：

（1）高端制程芯片受限下的高速大容量全光系统需要巨额的研发投入，且面临着较高的技术与市场风险；

（2）尖端芯片技术对高水平人才的要求更高，特别是跨学科的顶尖人才，需要建立有效的、长期的人才培养、引进与激励的机制，确保科技创新和产业发展的人才支持；

（3）在全球化的背景下，技术的发展既需要国际合作，也面临国际竞争，如何在维护国家的利益和技术安全的同时，参与国际合作、引进先进技术和人才，是一个巨大的挑战；

（4）相关光电元器件、先进数字信号处理算法、材料科学与集成技术以及新型网络架构等关键技术也成为亟待突破的难点。

重要意义

在芯片制程受限下，成功把握并推进高速大容量光传输系统以满足业务发展需求并跟上世界先进水平，将对产业转型升级、提升产业链与供应链的韧性和安全水平具有深远的影响，并可能带来重大的科技、经济和社会效益。

1、对产业转型升级的影响：有助于促进高新技术的发展，将直接推动智算、云计算、大数据与AI等高新技术产业的发展，为产业转型升级提供海量数据计算与运输等关键技术的支持。进一步地，带动了我国产业数字化的转型与升级，提高我国相关产业的国际竞争力。同时，带动了芯片设计、光电子器件制造、先进的制备工艺与材料等产业链的技术创新与升级，拉动半导体、精密制造与新材料等领域的发展。

2、提升产业链韧性和安全水平的影响：有助于增强供应链自主可控能力。通过自主研发产业化相关的核心技术，减少对外部先进技术的依赖，可以显著提升产业链的自主可控，提高我国产业链与供应链的韧性与安全水平。

3、重大科技、经济和社会效益：科技创新的引领效应将有效的促进相关学科的研究与技术创新，提高我国科技创新能力与国际竞争力，形成新的经济增长点。同时，技术突破及其产业化发展将进一步拉动数字经济的增长，通过产业链的扩大与创新，提升新一代信息通信的整体水平，促进数字经济的高质量发展，提高社会的数字化转型。此外，自主可控的创新技术也提升了我国的经济安全、科技安全与信息安全。