投资10亿欧元的石墨烯旗舰项目，让未来光子通信可期

石墨烯旗舰项目是欧洲委员会最大的研究计划之一，项目组的研究人员日前展示了他们新开发出的可服务于下一代光通信设计的集成石墨烯光子器件。该计划的研究人员证明了石墨烯的特性如何实现低功耗超宽带通信，从根本上改变数据在光通信系统中的传输方式。这可能使石墨烯集成设备成为5G，物联网（loT）和工业4.0发展的关键因素，研究结果以封面文章形式发表在《Nature Reviews Materials》杂志。

石墨烯旗舰项目组合作伙伴德国诺基亚贝尔实验室的收发器研究部门主管Wolfgang Templ说道：“传统半导体技术逐渐到达物理瓶颈，因此迫切需要找到一项全新的技术实现我们对未来全球网络社会的要求。石墨烯在光学和无线电通信关键组件性能方面迈出了重要一步，突破了现今基于半导体组件技术的性能限制。”诺基亚IP和光网络技术人员Paola Galli非常赞同他的意见：“我们需要找到超越现今技术限制的新材料以满足未来网络的容量需求。石墨烯光子具有一系列优势，或将成为改变通信材料“游戏”规则的杀招。”

石墨烯旗舰项目展示了基于集成光子的未来远景，提供了改善功耗、制造型和晶圆级集成的策略。通过这个最新光子器件，石墨烯旗舰合作伙伴还为基于石墨烯的光子器件提供了一个路线图，超越了由5G、物联网和工业4.0驱动的数据通信和电信市场发展的技术要求。石墨烯旗舰项目合作伙伴意大利国家大学联合电信联盟CNIT的Marco Romagnoli表示：“石墨烯集成在光子电路中是一种低成本、可扩展的技术，可以以非常高的数据速率操作光纤链路。”

来自石墨烯旗舰项目合作伙伴Ericsson Research的Antonio D'Errico解释了“石墨烯对于光子有可能以颠覆性的方式改变信息和通信技术的前景，发表在Nature Reviews Materials上的这篇文章解释了如何启用新的功能丰富的光学网络。令我高兴的是，这些基本信息现在可供全球任何感兴趣的人使用。”

这个由五个不同欧洲国家的公司和研究中心组成的工业和学术合作伙伴关系为石墨烯光子集成的未来描绘一个令人瞩目的愿景。团队涉及CNIT，爱立信，IMEC，诺基亚，诺基亚贝尔实验室，AMO，ICFO和剑桥大学的研究人员。这些合作是石墨烯旗舰的核心，由欧洲委员会设立以支持石墨烯和相关材料的商业化，合作将持续到2023年。“石墨烯旗舰是一个独特的生态系统，工业和学术合作伙伴在一起工作的时间比普通欧盟项目更久，这种持久的协同作用在科学和创新方面将前所未有的果。”Romagnoli评论道。

“行业和学术界之间的合作是探索全新组件技术的关键,这一阶段的研究存在很大风险，因此学术研究和行业研究实验室加入最聪明的思维来解决根本问题是非常重要的。在关于未来系统潜力的相关研究问题上行业可以给予不同视角，通过相互交换信息，技术会更成熟，并全面考虑到未来工业化和石墨烯基组件大规模生产的所有要求。”诺基亚贝尔实验室的Templ补充道。

石墨烯旗舰创新负责人Kari Hjelt解释道：“这个例子体现了石墨烯技术在电信领域应用前沿应用的强大功能，在在从材料开发转向组件和系统级集成时，石墨烯旗舰投资的成果就已经初露端倪了。”

Templ解释道：“与现有技术相比，石墨烯光子在性能和制造方面都具有优势，可以确保调制、检测和开关性能，满足光子器件制造下一步发展的所有要求。我们的目标是高度集成的光学收发器，使每个光学通道的超高比特率超过每秒1太比特。通过大幅降低复杂性、能量耗散和外形尺寸来实现更高的灵活性和可调性与基于半导体的前端系统区别开来。

来自石墨烯旗舰合作伙伴AMO GmbH的Daniel Neumaier也是电子和光子集成石墨烯旗舰部门的领导者，他补充说：“光学通信链路在5G中将变得越来越重要，以支持所有节点所需的高数据速率。基于石墨烯集成在硅平台上的光学元件将能够提供更高的性能和低成本的生产工艺，有望成为5G时代的关键部件。”

石墨烯旗舰科技官员及其管理小组主席--来自剑桥的大学教授Andrea C. Ferrari总结道：“这篇论文清楚地说明了为什么石墨烯和硅基光子的综合方法能够满足并超越未来电信系统中不断增长的数据速率的可预见要求，物联网和5G时代的到来为石墨烯展示其最终潜力提供了独特的机会。”

石墨烯旗舰是欧盟最大的研究计划之一，投资预算10亿欧元，是一种前所未有的新型联合协调研究计划。石墨烯旗舰的总体目标是将石墨烯和相关材料从学术实验室领域带入欧洲社会，促进经济增长并在十年内创造更多新的就业机会。项目联盟由近150个学术和工业合作伙伴组成，研究工作涵盖整个价值链，从材料生产到组件和系统集成，并针对利用石墨烯和相关材料的独特属性的几个特定目标。