硅光子业蓄势待发
光子芯片顾名思义,主要是将无数个光学系统整合在芯片上,利用超微透镜取代电晶体并以光子来进行运算。
与传统的半导体芯片相比,光子芯片的优势在于算力大幅提升至百千倍,同时功耗大幅降低成百分之一,而成本有可能降低到原来的十分之一,可谓两全其美,被认为在未来可延续摩尔定律,传承硅芯片的发展。
在众多光子技术中,硅光子及其相关技术凭借其使用成本较低的硅与硅基衬底材料,并结合既有且技术成熟的CMOS技术,使其极其受到青睐。自2015年IBM公司研制硅光学芯片后,使该技术呈现爆发式的成长,并使该技术自实验室走入市场,并吸引微软、亚马逊及Facebook等巨头的青睐。
在投入厂商方面,除Intel、IBM、思科、Imec等,因硅光子技术涵盖半导体技术与光学技术,加上此技术带来大量数据或信息交换的应用,将会改变传统通信产业运作模式,Mellanox 、Luxtera等光通信公司及设备商华为等公司皆投入相关研究。
可以说,全球硅光子产业正蓄势待发。由于这一技术未来将在通信、医疗、自动驾驶等领域大显身手,硅光子技术正成为资本市场的宠儿,欧美一批传统集成电路和光电巨头通过并购,正迅速进入硅光子领域抢占高地,全球硅光子产业格局悄然成形。
国内加速布局
而国内瞄准了这一趋势,也在至上而下加快布局。
2017年,上海市政府将硅光子列入首批市级重大专项,投入大量经费,布局硅基光互连芯片研发和生产,目的打造硅光子芯片全产业链,掌握关键核心技术,让国内企业摆脱对国外光芯片供应商的依赖。
而在工业和信息化部发布的《中国光电子器件产业技术发展路线图(2018-2022年)》中指出,目前高速率光芯片国产化率仅3%左右,要求在2022年中低端光电子芯片的国产化率超过60%,高端光电子芯片国产化率突破 20%。
去年1月,国内第一个硅光子工艺平台在上海成立。据悉,该平台可以提供综合集成技术的流片服务,流片器件及系统性能指标与国际最优水平相当,流片速度相比国外的流片代工线,速度快了一倍,只需3个月。计划2021年建成全国的硅光子芯片研发和中试基地,到2025年量产平台实现芯片批量供货,成为国际知名硅光子的研发、制造基地。
业界认为,目前上海的硅光子技术基础研究能力与世界领先水平基本同步,但在加工制造线上稍落后。随着硅光工艺平台中试线的建设,这一差距会逐步缩小。
光子AI芯片换道超车
光子芯片虽然仍面临应用、封装等诸多难题,但AI的东风让其开始“蹿红”。
毕竟,虽然AI成为业界瞩目的金矿,但围绕AI的架构与算力之争一时难见分晓,而如另辟蹊径,选择光子AI芯片会是如何?
近日落户顺义的某光子AI 芯片项目,出自一个由清华、北大、北交大等多所高校的在校博士生组成的创业团队,该团队是全国第一个也是全球第二个光子人工智能芯片研究团队,它们提供了一份答案。
据《新京报》报道,团队负责人宣称,其光子AI 芯片算力是传统AI芯片的1000倍,但功耗只有其百分之一,还具备低延迟还抗电磁干扰等优势,可广泛应用于手机、自动驾驶、智能机器人、无人机等领域。
而其中,最突出的优势在于芯片的设计、加工、封装、测试全部在国内完成,并可采用国内130nm微电子工艺,这意味着可摆脱对国外高制程光刻机的依赖,成为我国在芯片领域换道超车的“杀手”技术。
这听起来十分Charming,但国内能否在这一领域真正“开花结果”,实现真正的换道超车,还待时间检验。