【研究报告】《信息光子技术发展与应用研究报告（2025年）》

核心概况

信息光子技术以光子为信息和能量载体，涵盖光传感、光连接、光算存、光显示四大细分领域，是引领科技革命与产业变革的基础性高新技术，当前与人工智能、先进计算等深度融合，进入重要战略机遇期。全球光子市场规模超8000亿美元，正迈向万亿美元，其中光传感和光显示市场规模达数千亿美元，光连接为数百亿美元，光算存约数十亿美元，应用已渗透至电信网络、智算中心、生物医疗、智能汽车等泛在领域。

目前，信息光子各细分领域处于多样化发展阶段。一方面，传统方向持续演进，光通信、光盘存储、光传感、光显示等领域已实现规模应用，并持续向更高性能、更多场景应用等纵深和宽广方向延伸发展。另一方面，新兴方向创新活跃，芯片级光互连、大规模全光交换、新型光纤、光计算、新型存储、生物传感、计算成像、硅基微显示等新兴方向不断突破，构建新范式、开辟新赛道。

重点领域

光连接：智能化、易运维是新一代光通信网络的重要特征，一方面通过建立光网络数字孪生，构建零接触式自动化网络，可实现光网络资源的灵活调配、动态管控，提升运维效率、降低人力成本。另一方面，引入大小模型协同的多智能体体系，可实现光网络“规、建、维、优、营”全生命周期的自智能力，助力光连接从“被动管道”向“主动智能体”转型升级。

光算存：模拟光计算为当前研究热点，光人工神经网络、光相干伊辛机等构建新范式，最高算力达65.5TOPS；数字光计算因技术挑战发展较慢。算法与硬件融合推进，软件生态持续构建，适配光计算的噪声感知算法、遗传算法等逐步应用。应用从实验室走向实际场景，涵盖人工智能、图像处理、生物医药、金融等领域。光存储分为传统光盘存储（蓝光光盘持续升级）与新型存储（多维复用、超分辨技术提升密度，相变、电荷俘获等新型方案处于研究阶段）。

光传感：面向海量传感数据，事件模式识别需要高效算法支撑，随着深度学习和人工智能技术的快速发展，可有效支持从大数据中学习复杂抽象的深层特征，从而提取特征信息，助力光传感技术持续向更高精度与准确率、快响应、智能化等趋势发展演进。此外，还可通过智能体提升传感信号解读能力，实现复杂场景下的多参数联合感知。

光显示：人工智能正在重构新型显示的技术演进逻辑和价值创造模式，从被动输出界面向主动智能感知转变。例如，搭载多模态交互算法的柔性折叠屏，可依据用户眼动轨迹调节显示亮度；智能座舱内的增强现实抬头显示通过视觉感知引擎，将导航信息与实景道路动态融合；人工智能大模型驱动商用显示屏实时生成个性化内容，降低运营成本；深度学习技术通过大数据建立更加精准和高效的三维模型，从而实现对复杂场景的更准确快速的重建。

光电融合

光子交叉融合方面，光算连存一体为远期目标，通感一体化、感算融合、感显融合等新范式加速构建。光电融合实现优势互补，分为功能协同（光电协同、交互）与硬件一体（光电共存、集成）两大层次，在先进计算领域形成OCS、CPO、光 I/O、光计算四大技术方向，正从“松融合”向“紧融合”演进，但协同仿真设计尚不成熟，先进集成封装为重要基础。

趋势建议

未来几年，信息光子技术迭代加速，光连接向高速低耗、大容量低时延演进，光算存走集成化一体化路线，光传感与光显示持续提升性能、拓展场景，光电融合将重点赋能先进计算与人工智能。产业发展需“政产学研用”协同，加强战略规划、提升创新能力、深化生态建设，推动技术突破与成果转化，助力我国信息光子产业高质量发展。