材料体系多元化与一体化：光子芯片功能的多样化决定了材料体系需朝着多元化方向发展。硅材料在半导体领域虽占据重要地位，但存在性能局限。为实现性能互补，不同光电功能材料被引入。III - V 族半导体在光放大与激光产生方面优势突出，其直接带隙和高光学增益的特性使其成为理想选择。近年来，硅 III - V 异质集成光源发展迅速，已实现 III - V 族芯片或晶圆与 SOI 晶圆的直接键合，达成低成本片上集成，还出现了窄线宽、低相位噪声、可调谐和多波长的光源。在近红外波段光探测领域，锗材料弥补了硅材料探测能力的不足，且已实现标准化流片工艺。铌酸锂薄膜因具备低吸收损耗、宽透明窗口等诸多优势，有望成为重要的材料平台，其在硅基铌酸锂薄膜体系展现出的超高速调制能力，使其有望成为新一代硅基高速调制器件的主流技术。二维材料作为新型功能材料，在光源、调制器和光电探测等器件方面颇具潜力，其异质集成也具有重要研究价值。不过，多材料体系异质集成在为光电子器件及芯片发展带来新机遇的同时，也引发了工艺兼容性等难题，亟待攻克。
