
一 | 团队后续将基于硅光子、光子AI技术,把这套方案拓展至大规模可编程光子集成芯片。 进入8月以来,碳酸锂期货走出一轮明显反弹行情,价格从135000元/吨附近,上涨至当前的近160000元/吨。
首尔国立大学工学院发布消息:由首尔国立大学电气与计算机工程系Namkyoo Park教授、Sunkyu Yu教授牵头的联合研究团队,联合首尔大学电气与计算机工程系Xianji Piao教授,研发出一款可按需慢光的光子集成芯片。当前,主力合约也从LC2609合约切换至LC2701合约。

二 | 截至8月21日收盘,LC2701合约价格报收158680元/吨,单日涨幅为4.12%。 生成式人工智能与大尺度AI模型飞速发展,算力需求暴涨,传统电子半导体的短板随之凸显,包括功耗高、数据传输速率受限等问题。

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业内人士认为,本轮碳酸锂价格反弹是宏观情绪与产业基本面共振的表现。

四 | 当前来看,碳酸锂市场仍处于基本面“强现实”与远期供应宽松“弱预期”的博弈窗口,短期碳酸锂价格或受库存大幅去化、需求支撑等因素影响呈现偏强运行态势,但中长期来看,上行空间或仍受供给恢复等因素制约。 创元期货分析师余烁认为,基本面持续向好是本轮碳酸锂价格走强的直接支撑。供应方面,锂精矿进口环比下降不及预期,津巴布韦出口政策影响仍在延续。市场对具备低功耗、超高速处理能力的光计算技术需求持续攀升。数据显示,7月津巴布韦锂精矿进口量下滑至2.2万吨,环比下降48%,国内部分锂盐厂因缺矿而检修,供给端增量受限。

五 | 需求方面,余烁表示,下游需求即将迎来“金九银十”传统旺季,9月排产预期向好,考虑到国内检修企业复产带来的供给增量,后续去库幅度收窄但绝对值仍然偏高。但由于光的传播速度固定,实现光计算不可或缺的光缓存与存储功能,长期存在根本性技术难题。 为解决该难题,这支联合研究团队设计出一种可编程光子集成芯片方案,能够自由调控光信号的传播速度与波形。下游企业在经历两个月去库后,库存水平偏低,旺季前或有补库需求。

六 | 余烁表示,本周碳酸锂基差走强,部分高品质现货报价平水LC2609合约价格。依托该方案,团队实现了比现有所有方案自由度更高的“慢光”调控。相关研究成果刊发在《Advanced Science》期刊。 可编程耦合谐振腔诱导透明(CRIT)光子集成电路结构示意图:图中展示通过调节光学谐振腔之间的耦合强度,即可灵活调控光路传输路径。 光速固定为何会成为技术瓶颈 光子集成芯片作为新一代技术,依托光信号实现高速、高效信息处理。

七 | 尤其在数据中心、光通信与光计算系统中,行业不仅需要快速传输光信号,还要求能够同步信号到达时序、按需对光信号做延时处理。 据银河期货分析师陈婧介绍,今年8月,电池厂排产环比增长7%~9%,正极材料厂排产环比增长5%~6%。“由于正极材料新增产能爬产慢于预期,原有产线订单增加,8月份部分企业上修排产数据,需求端旺季特征超预期,而供应端受津巴布韦锂精矿回流偏慢、江西大矿再次停产、外采锂矿成本偏高等因素影响。

八 | 业内针对耦合谐振腔诱导透明(CRIT)结构开展大量研究:该结构利用多组光学谐振腔之间的干涉效应,仅让特定频段的光透过,同时降低光信号传播速度。 耦合谐振腔诱导透明(CRIT)是一种光学现象,通过多谐振腔干涉,选择性透过特定频段光并实现光延时。光学谐振腔是一类光子器件,可将特定频率的光束缚、循环传输一段时间,多用于信号延时、滤波与调制。”陈婧解释称,当前供应增速难以匹配需求增速,预计8月供需缺口将持续扩大,库存加速去化。 但传统耦合谐振腔诱导透明(CRIT)器件加工完成后工作特性固定,难以重新配置以适配不同功能。例如,若需要更长延时或切换工作频段,必须重新设计整套光子器件。 光信号延时与频谱转换示意图,图示电路可根据控制条件,对光脉冲实现延时、修改频谱组分。 重构CRIT结构,提升可重构灵活性 传统器件灵活性不足,大幅提升光通信设备、数据中心系统的设计复杂度;新增功能时,设备成本上升、研发周期拉长。

九 | 据SMM数据,截至8月20日当周,碳酸锂周度大样本库存去化7516吨,至86392吨,去库幅度持续扩大。 陈婧认为,宏观环境变化同样给碳酸锂市场提供情绪支撑。在AI服务器、下一代数据中心这类需要实时处理海量数据的场景下,该短板已成为光计算技术落地的核心阻碍。“7月30日美联储会议释放不加息信号,市场流动性预期转向,整体风险偏好修复,股市与大宗商品同步反弹,对碳酸锂盘面形成情绪层面的提振,叠加产业端的实质性改善,共同促成这一轮价格修复。

十 | 为突破上述局限,研究团队提出全新设计思路:将耦合谐振腔诱导透明系统内的两种光学状态——亮模(bright mode)与暗模(dark mode)统一为单一可控自由度,并引入两组可控环形耦合器。”陈婧解释称。

十一 | 值得关注的是,近期市场高度关注江西枧下窝锂矿的复产进展,这一矿山相关证件的审批节奏,仍在深刻影响市场对远期供给的判断。据悉,宜春市生态环境局于8月17日公布“拟受理枧下窝锂矿采矿项目环境影响评价”相关文件。文件显示,本项目采矿规模为 3000万吨/年。基于该思路,团队建立可编程光子集成芯片全新设计准则,以往加工后参数固化的谐振腔结构,如今可按需重新配置。

十二 | 在项目停产前,宁德时代枧下窝项目的采矿规模为 4500万吨/年陶瓷土(含锂)。

十三 | 团队依托全新CRIT结构实现光路按需延时调控,并证明亮模、暗模之间的干涉效应可作为统一集成设计参数。这大幅提升了光子谐振电路的设计自由度,打破传统器件参数固定的约束。本次环评下调采矿规模,引发市场较大关注。 “矿山生产需要采矿证、安全生产许可证两个重要证件。

十四 | 研究团队特别证实:借助双环形耦合器,可从理论层面独立调控通带带宽、波形,以及电路中传输信号的延时、透射特性。此前枧下窝采矿证规模为4500万吨/年,安全生产许可证开采规模为3000万吨/年,安全生产许可证于今年6月26日变更后维持3000万吨/年。此次环评下调采矿规模,与安全生产许可证保持一致,理论上完全复产后前后可开采规模不变,均为3000万吨/年。

十五 | 这意味着,无论单个谐振腔,还是整套多谐振腔系统,光信号的传播速率与传输特性均可自由重构。”余烁解释称。

十六 | 余烁认为,枧下窝锂矿的“供应量”并未有实质性变量,该项目的矛盾核心在于“复产节奏”,而非“开采规模”,市场更为关注的是枧下窝矿山何时复产。8月28日环评公示结束之后,正式批复最快或要等到9月中旬。本次环评仅覆盖采矿环节,选矿环节能否同步顺利推进依旧存在不确定性,整体进度大概率会低于市场此前9月复产的乐观预期。 展望后市,当前市场分歧较大。 除此之外,团队通过数值仿真验证:芯片运行过程中,可实时动态调整光脉冲传播速度。实验证实,该结构能在不损失信号处理性能的前提下自由控制光信号延时,无需额外专用器件即可完成光频谱转换。中信期货分析师王美丹认为,当前碳酸锂市场基本面“强现实”与远期“弱预期”的博弈格局暂未改变,现实需求仍有支撑,但市场对远期需求的预期相对悲观。 光脉冲是一段短促光信号,是光通信、光计算系统中承载信息的基础单元。 团队还通过三维电磁仿真验证:该CRIT器件可在氮化硅(Si₃N₄)光子集成芯片平台上实现制备。当前市场缺乏趋势性驱动,短期来看,预计碳酸锂价格维持震荡运行,后续需持续关注枧下窝项目复产进度、9月供应增量预期的兑现情况及旺季需求的实际表现。同时团队分析了制造、运行阶段各类实际干扰因素,包括材料损耗、谐振腔品质因子偏差、背向散射、耦合系数波动、环形耦合器相位误差、热串扰等,证实该结构可在真实光子电路环境下稳定工作。

十七 | 氮化硅(Si₃N₄)光子集成芯片是低损耗、高稳定性波导平台,广泛用于光信号处理与集成光子器件。热串扰是电路局部工作产生的热量干扰周边元器件,造成器件性能偏移的现象。

十八 | 单芯片集成多项光学功能 本研究推出一款全新可编程光子集成芯片平台,可实时调控光信号的时域、频域特性,克服传统固定延时光路的局限。

十九 | 余烁认为,在宁德时代枧下窝项目复产时间明朗之前,市场边际变化或仍在基本面偏紧“强现实”与远期供应恢复的“弱预期”之间来回摆动。

| 该方案可将下一代光互连所需核心功能——信号时序同步、可变延时线、光缓存、频谱转换等,全部集成在单套光子芯片架构内。

| 不过,在当前经历连续几周大幅去库之后,“强现实”逻辑或成为市场主线,预计碳酸锂价格偏强运行。 同时,这套设计思路不局限于CRIT体系,可拓展至全部基于谐振腔的光子电路,有望成为下一代灵活调控光传输的光信号处理底层核心技术。

| 陈婧表示,今年11月前,碳酸锂“旺季”需求确定性较强,预计月均需求环比增长5%以上,随着库存水平下降,市场对供应端扰动会更加敏感。 若实现商业化落地,本研究开发的可编程光子集成芯片可像软件定义系统一样,单颗光芯片完成信号速率调控、功能切换等多项任务。既能大幅降低数据中心、AI服务器的功耗,也能提升数据处理效率。若江西大厂锂矿项目无法在9月复产,叠加盐湖产量持续受环保约束,可能会导致碳酸锂去库速度放缓,但库销比仍保持下降,从而支持碳酸锂价格延续上涨态势。

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(文章来源:期货日报)。
此外,多类信号处理功能单片集成,可推动光通信设备、传感系统小型化,降低硬件成本。长期来看,该技术将成为自动驾驶、新一代通信、量子技术等超高速信息处理产业的核心支撑平台。
从理论走向工程落地
论文共同通讯作者、首尔国立大学Namkyoo Park教授表示:“本次研究提出一套全新设计准则,让光子集成芯片内部光路能够按需重构,极大拓宽设计灵活度。团队后续将基于硅光子、光子AI技术,把这套方案拓展至大规模可编程光子集成芯片。”
负责理论框架搭建与数值仿真的共同一作Seungkyun Park博士、博士生Beomjoon Chae补充道:“本次研究让我们意识到,换一种视角解读传统光子谐振物理机制,可为光子集成芯片挖掘全新功能。后续我们将持续推进研究,完成实物器件制备与实验验证。”
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Published on:06:15:27
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