能否打破1000个硅光子的集成壁垒
硅光子要想进一步发展还存在两大课题。一是，使光元件和光收发器大幅实现小型化和低耗电量化的方法。另一个是，进一步实现大容量化的王牌——密集波分复用(DWDM)技术的利用。
在PECST等的研究成果中，光收发器的集成度目前有望实现526个/cm2，在不久的将来还可能会实现1000个/cm2(图5)。但再往后，硅光子能否顺利增加集成度就不得而知了。NTT特性科学基础研究所、NTT纳米光子中心中心长纳富雅也表示，“硅光子的集成度存在1cm2约为1000个的壁垒”。
这种看法的理由是，构成光收发器的各元件的小型化已经到了极限。尺寸小于20μm见方的元件在硅光子中基本无法实现。因为再缩小元件尺寸的话，漏出的光会大幅增加，能量损失就会迅速增加。
瞄准芯片上的路径控制
对于这个问题，最有效的解决方法是光密封效果高的光子晶体(PhC)技术。NTT利用化合物半导体制作出光子晶体，开发了多种主动光学元件(图10)。目标是超越光收发器，在芯片上实现采用光存储器等的主动路径控制及简单的信息处理等网络。
图10：利用化合物半导体光子结晶实现大规模光集成电路
本图为NTT特性科学基础研究所正在开发的、利用化合物半导体光子晶体的光传输技术群。与CMOS兼容技术相比，所占面积和耗电量均降低了2～3位数。光RAM等记录介质的开发也取得了成功。(摄影：NTT)
作为其核心技术，目前已经开发出了激光振荡元件、光开关及光RAM等，每个元件的尺寸为5～15μm见方。这样便能以100万个/cm2的密度集成光元件。其中，光开关的耗电量非常小，只有660aJ/bit，与电信号相比，有望大幅降低耗电量。该公司就这些技术表示，“打算2025年前后实现能贴在微处理器上的智能光网络芯片”(纳富)。
现在的光子晶体未采用硅基，因为很难采用硅基以高效率制作主动元件。不过，结合发光的锗和硅等技术的话，就有可能实现硅基光子晶体。
