在大数据、人工智能、物联网背景下，全球数据产生量快速攀升，对传输网络的带宽及容量要求快速增高，对算力的需求增速远高于摩尔定律所预测的算力供给增速，电子芯片已无法满足日益提高的数据处理要求。光传输具有传输速度极快、抗电磁干扰等优点，光子计算具有运算速度极快的特点，光子集成芯片可替代电子芯片，是解决当前电子芯片处理数据能力不足的有效途径之一，因此光子集成芯片具有巨大市场潜力。
光子集成芯片，是将小型化光子器件集成在衬底材料上制成，可以应用在光计算以及光通信领域。光子集成芯片的衬底材料主要是硅材料以及硅锗等硅基材料。光子集成芯片可集成的光子器件主要包括光栅、耦合器、调制器、激光器、放大器、探测器等，利用这些光子器件对光子进行发射、传输和处理，采用光信号代替电信号，以实现数据的计算及传输。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年光子集成芯片行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，与电子芯片相比，光子集成芯片由于采用光来处理数据，其计算速度以及传输速度得到大幅提升；由于光具有天然的并行处理能力，光子集成芯片的容量及带宽得到大幅提升，若采用空分复用技术，光子集成芯片的数据处理能力将进一步提高；光的能耗低，光子集成芯片在处理数据时功耗低。在信息时代数据产生量迅速攀升的背景下，光子集成芯片的突出优点使得其成为提高数据计算以及传输能力的重要解决方案。
在海外，2017年，美国麻省理工学院团队构建了一种纳米光子芯片，通过深度学习编程实现语音识别功能。2018年，加州大学洛杉矶分校团队开发出衍射光学深度神经网络光子芯片。2019年，德国明斯特大学团队提出一种基于相变材料加级联微环结构的全光学神经网络芯片。
在我国，2019年，由国家信息光电子创新中心、光迅科技公司、光纤通信技术和网络国家重点实验室、中国信息通信科技集团联合研制的“100G硅光收发芯片”正式投产使用，这是当时全球集成度最高的商用硅光子集成芯片之一。
新思界
行业分析人士表示，在全球范围内，已有英特尔、Lextura、MACOM、Acacia、谷歌、Facebook、博通、Oclaro、ST、台积电、格芯、华为等多家企业进入光子集成芯片行业布局，参与者不断增多。我国“十四五”国家重点研发计划“信息光子技术”重点专项中提出，面向高相干性光信号产生与处理的应用需求，开展超高品质因子光子集成芯片关键技术研究。这将推动我国光子集成芯片技术不断进步，有利于行业实力提升、规模壮大。
