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定义
集成电路是一种包含电子元件并构成功能性电路的芯片，例如嵌入在智能手机、计算机和其他电子设备中的那些；光子集成电路（PIC）则是一种包含光子元件的芯片，这些元件是利用光（光子）工作的元件。
在电子芯片中，电子流通过电阻、电感、晶体管和电容器等电子元件；而在光子芯片中，光子则通过波导（相当于电阻或导线）、激光器（相当于晶体管）、偏振片和相位移器等光学元件。
光子集成电路是如何工作的？它能解决什么问题？
光子集成电路（PIC）利用激光源注入光信号来驱动各组件，这类似于通过打开开关注入电流来驱动电子元件。本质上，PIC利用光子而非电子来处理和传输信息。在光子芯片中，光子会穿过光波导、激光器、偏振片和相位移器等光学元件。
集成光子技术利用光而非电，为电子技术在集成度和发热等方面的局限性提供了解决方案，将器件提升到一个新的水平，即所谓的“超越摩尔定律”概念，以提高数据传输的容量和速度。集成光子器件（PICs）具有微型化、高速、热效应小、集成度高以及与现有工艺流程兼容等优势，从而能够实现高良率、大规模生产和更低的价格。 集成光子学的应用范围广泛——从数据通信和传感，到汽车工业和天文学领域。
PICs 适用于哪些行业和应用？
PICs 的主要应用领域之一是数据通信，其次是传感（例如用于农业和自动驾驶），以及生物医学应用（如芯片实验室设备），此外还有国防、航空航天工业和天文学领域的应用。其他应用还包括节能 LED、用于医疗领域的固态激光器（详见工业应用 ），以及手机摄像头、扫描仪和汽车传感器等设备中使用的紧凑型光传感器。
随着设计人员不断应对新的技术挑战——集成光子学或许能在此类挑战中发挥作用，且可行性研究可确定其是否有望提供解决方案——PIC的改进及新应用仍在不断涌现。全球各地的PIC联盟、设计公司，甚至部分高校都提供此类研究服务。
随着光子计算技术的出现，传统的基于电子技术的印刷电路板以及带有光电子电路的集成电路可能会被补充，甚至最终被取代。
现在开发PICs有何意义？
随着电子集成电路的集成能力已接近极限，PIC有望成为数据通信（数据中心间及数据中心内通信）、激光雷达 自动驾驶解决方案、航空航天领域的传感技术，以及新技术时代中无数未来应用的首选技术。
如何开发和建模PIC？
合理的设计和PIC工艺流程可能较为复杂。具体步骤会因应用场景和代工厂 而异，但基本步骤如下：
- 确定您的想法或需求
- 对您的应用进行可行性研究
- 设计（从一开始就考虑PIC的测试和封装）：
- 器件级（光学、热学和材料仿真）
- 电路级（用于测试性能的虚拟实验室）
- 系统级（PIC连接到通信链路）
- 布局层级（生成设计意图）
- 验证（DRC 以及用于制造的LVS符合性 和高良率保障）
- GDS（检查生成的掩膜，如有必要请替换黑色/白色方框）
- 工艺流程
- 各工艺步骤的模拟
- 制造
- 测试
- 晶圆级
- 芯片级
- 封装
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