中国信息通信研究院 2025年11月信息光子技术发展与应用 研究报告 (2025年) No.202506版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源：中国信息通信研究院” 。违反上述声明者， 本院将追究其相关法律责任。 前 言 光子技术以光子作为信息和能量的载体，实现信息的获取、传 递、处理和呈现，以及能量的转换与释放，是引领新一轮科技革命 和产业变革、促进经济增长的基础性、战略性高新技术。尤其与人 工智能、先进计算等新一代信息技术深度交织的信息光子，近年来 成为全球主要国家高度重视、全力布局的重点方向。 当前，信息光子技术产业正加速发展，并进入重要战略机遇期。 一方面，需求侧与人工智能、先进计算、移动通信、未来网络、泛 在终端、生物医疗等深度交织，应用边界不断拓展， “渗透能力”和 “辐射作用”持续增强。另一方面，供给侧新材料、新结构、新工 艺、新机理创新活跃，芯片级光互连、光交换、光计算、新型传感 与显示等方向亮点成果不断涌现，并构建了算连存一体、通感一体、 感显融合等诸多新范式，尤其与微电子结合的光电融合成为新赛道， 市场潜能日益提升，在信息化全域的重要性更加凸显。 2024年，中国信息通信研究院首次发布《信息光子技术发展与 应用研究报告》 ，成为管理部门和业界各方掌握信息光子领域发展态 势的重要参考。本报告以 2025年信息光子发展新动态为基础，针对 重点细分领域及共性基础环节的研究应用进展、信息光子与人工智 能双向赋能及光电融合等行业热点问题、未来发展趋势及路标等开 展研究展望，希望为凝聚行业共识、推动我国信息光子技术产业高 质量发展持续做出贡献。 目 录 一、信息光子技术体系与总体态势............................................................................1 （一）信息光子技术体系涵盖横纵向多类要素.................................................1 （二）市场规模稳定增长，呈多样化发展阶段.................................................3 （三）信息光子与人工智能互哺发展双向赋能.................................................6 二、光连接领域研究与应用进展..............................................................................10 （一）传统光模块持续演进，新型产品蓄势待发...........................................10 （二）新型光器件与光纤支撑传输容量跨越提升...........................................14 （三）全光交换技术进入数据中心/ 智算中心内部..........................................19 （四）高集成、低能耗芯片级光互连正快速发展...........................................22 （五）应用场景多样化发展，渗透能力不断增强...........................................27 三、光算存领域研究与应用进展..............................................................................32 （一）模拟光计算构建新范式，为当前研究热点...........................................32 （二）算法与硬件融合发展，软件生态持续构建...........................................38 （三）光电共建应用抽象层，探索领域不断拓展...........................................39 （四）协同产业链初步构建，产业化多形式推进...........................................41 （五）多元路线竞相探索，多维度提升存储性能...........................................42 四、光传感领域研究与应用进展..............................................................................46 （一）光传感技术正逐渐向集成化和智能化发展...........................................46 （二）激光雷达硬件架构和系统等方案逐步收敛...........................................47 （三）光纤传感成为高精度多场景感知有效手段...........................................51 （四）光电成像由二维向多维物理空间持续延伸...........................................53 （五）计算光学成像突破传统光学系统物理极限...........................................56 五、光显示领域研究与应用进展..............................................................................58 （一）多元技术演进与新应用驱动显示技术发展...........................................58 （二）三维显示成为下一代视觉交互的核心技术...........................................60 （三）柔性显示技术是新型人机融合的支撑要素...........................................63 （四）沉浸式显示塑造多维感知交互的关键入口...........................................65 （五）极大极小显示技术双轨驱动拓展视觉边界...........................................67 六、光子交叉融合研究与应用进展..........................................................................68 （一）光计算、互连、存储一体机为远期目标...............................................68 （二）光网络通感一体化协同架构正加速构建...............................................70 （三）光感算融合大幅提升实时数据处理能力...............................................72 （四）光感显融合体系重新定义人机交互范式...............................................72 七、光电融合研究进展与产业影响..........................................................................73 （一）光电融合实现优势互补，多应用不断深化...........................................73 （二）光电融合重塑计算体系，多层级阶梯推进...........................................76 （三）光电协同仿真设计尚不成熟，需大力推进...........................................79 （四）先进集成封装技术是光电融合的重要基础...........................................80 八、信息光子技术发展与应用展望..........................................................................81 （一）未来几年迭代加速并向多元化应用场景拓展.......................................81 （二）技术和产业发展需要“ 政产学研用” 协同推动....................................... 84 图 目 录 图1光子技术贯穿信息完整生命周期......................................................................1 图2信息光子关键技术体系......................................................................................2 图3信息光子发展阶段与成熟度..........................................................................