全球首创！Lumotive 成功演示 CMOS 兼容二维可编程光子芯片

可编程光子半导体领域的先驱 Lumotive 今日宣布了一项里程碑式的突破：基于其专利光控制超构表面（Light Control Metasurface, LCM™）架构，成功演示了全球首款可编程二维（2D）光子波束成形芯片。

这一进展实现了在单一芯片内对光进行二维电子化控制，解决了光学领域长期以来追求的“在半导体平台上实现可编程光学系统”的难题，标志着光子学正式进入“软件编程”时代。

Lumotive CEO Sam Heidari 博士指出：“这是可编程光子学的里程碑。过去数十年，光学系统控光要么靠固定组件，要么靠机械移动。如今在半导体芯片上实现二维波束成形，意味着我们可以像写软件一样灵活地操控光，这将彻底重构系统设计的蓝图。”

LCM简介（图源：Lumotive官网）

解决 AI 的下一个瓶颈

这一突破为 AI 数据中心的光路交换（Optical Circuit Switching, OCS）、光子通信、光学计算以及用于自动驾驶汽车和人形机器人等领域的高级 3D 感测开启了新的可能性。

目前，数据中心网络在管理带宽和功耗方面面临着日益严峻的挑战，尤其是在超大规模（Hyperscale）运营商中。这些限制促使行业重新关注光路交换技术，该技术能够实现端点之间的直接光连接，并显著提升网络效率。

“随着 AI 基础设施的持续扩张，支持这些系统的网络架构也需要相应进化，”Coherent 首席执行官 Jim Anderson 表示。“业界正越来越多地探索光路交换，以实现更具扩展性且更高能效的连接。”

Lumotive 的可编程光子技术为下一代 AI 基础设施所需的高端口数交换架构提供了一条可扩展的路径。

一颗芯片，无限配置

该芯片可在无任何移动部件的情况下，动态地在两个轴向上形成并引导光束。通过将纳米级光学元件集成到半导体平台中，LCM 技术提供了实时波束成形能力，并具备现代半导体制造所要求的可靠性与可扩展性。

由于该超构表面可以控制其表面二维轴向上的光相位，单一芯片即可执行传统上需要多个组件（如反射镜、透镜、分光镜或其组合）才能完成的功能。这创造了“通用平面光学（General-purpose Flat Optics）”的潜力，即一个半导体器件就能动态地重新配置系统中光的操纵方式。

“几十年来，二维波束成形一直是光子学领域最具挑战性的难题之一，”Lumotive 创始人兼首席技术官 Gleb Akselrod 博士说道。“我们展示的是一种全新的范式，光的行为可以直接在半导体层级进行编程。”

业界期待已久的里程碑

“主动式超构表面多年来一直是研究的热点领域，”杜克大学詹姆斯·B·杜克杰出教授、超构材料研究先驱 David R. Smith 博士表示。“在半导体超构表面平台上演示二维波束成形是该领域的一个重要里程碑。采用 CMOS 兼容的材料和制造方法尤为令人振奋，因为它为构建可扩展、可制造的光学系统开辟了一条可靠路径。”

这一突破为新一类可编程光子半导体奠定了基础，预示着其将为下一代光通信以及面向 AI 规模基础设施的高端口数交换系统提供核心动力。

原文：Lumotive Creates World's First 2D Photonic Beamforming Semiconductor