（问题）随着云计算、高性能计算等需求持续增长，芯片内部数据传输压力不断加大；尽管互联网骨干网早已普遍采用光纤实现高速、低损耗通信，但单台服务器和计算机的芯片内部，数据传输与交换仍主要依靠金属导线中的电信号。电互连在高频、高密度工作条件下容易出现明显的电阻损耗和热积累——散热系统也随之变得更复杂——进而同时限制性能提升与能耗控制。业界普遍认为，这是从系统级光通信迈向“芯片内光通信”的关键瓶颈之一。 （原因）要在芯片内引入光互连，首先需要能在极小尺度上稳定发光、调制并完成耦合的片上光源。传统激光器受尺寸、能耗和集成工艺限制，难以在单芯片上实现“成千上万颗”的高密度部署。为解决此问题，丹麦技术大学团队提出在半导体薄膜中构建新型光学纳米腔结构：在极小体积内对光场进行强约束，使光与载流子在纳米尺度区域形成强耦合，从而以更低的激发功率实现激光输出。研究人员在该校纳米加工洁净室制备了器件，并报告其可在室温条件下稳定工作，显示技术正向实际应用迈进。 （影响）更小尺寸、更低能耗的片上激光源，被视为推动光子互连延伸到芯片内部的基础器件之一。一上，它有望提高芯片内部数据交换速度、降低互连延迟，减少多核处理器、加速器与存储之间“数据搬运”带来的性能损失；另一方面，如果能显著降低互连中的电损耗，将直接减轻散热压力，为数据中心降低能耗提供新的路径。研究团队估算，若此类纳米激光器未来能广泛用于芯片内光互连，系统能耗有望明显下降，并可能同时带来传输速率提升与响应时间缩短。除信息技术外，由于纳米腔可实现更高的光场集中度，这一结构高分辨率成像、超灵敏生物传感等方向也被认为具有应用潜力。 （对策）从实验室原型走向产业应用，关键不只是展示单项指标，更在于补齐系统工程能力。目前器件仍采用外部光束抽运，与大规模集成所需的电流驱动方式还有差距。业内分析指出，实现电驱动需要在材料体系、载流子注入结构、热管理与光电耦合方案各上协同优化，并与现有芯片制造、封装和测试流程相匹配。此外，器件一致性、寿命与长期稳定性也将决定其能否进入高可靠应用场景。研究团队表示，后续将围绕电驱动实现、可靠性验证与可制造性开展研究，推动技术走向成熟。 （前景）有关成果发表于2025年12月17日的《Science Advances》，并获得丹麦国家研究基金会、欧盟“地平线2020”计划及相关基金项目支持。多位受访学者指出，片上光互连的产业化节奏取决于电驱动纳米激光源、调制器、探测器与波导等器件的协同突破，以及与计算架构、互连协议在系统层面的匹配。若关键环节持续取得进展，未来5至10年内有望先在部分高端应用中落地，并逐步向更广泛的终端设备扩展，为信息基础设施的绿色转型提供新的技术选择。
全球科技竞争持续加剧的背景下，基础研究的突破往往会带动产业方向发生变化。丹麦团队在纳米激光器上的进展，为缓解芯片互连带来的性能与能耗瓶颈提供了新的思路，也显示出光电子技术在推动信息技术降耗中的重要价值。随着各国加速布局下一代计算技术，这类底层创新有望影响未来数字经济的技术路径。