硅光子業蓄勢待發
光子芯片顧名思義,主要是將無數個光學系統整合在芯片上,利用超微透鏡取代電晶體并以光子來進行運算。
與傳統的半導體芯片相比,光子芯片的優勢在于算力大幅提升至百千倍,同時功耗大幅降低成百分之一,而成本有可能降低到原來的十分之一,可謂兩全其美,被認為在未來可延續摩爾定律,傳承硅芯片的發展。
在眾多光子技術中,硅光子及其相關技術憑借其使用成本較低的硅與硅基襯底材料,并結合既有且技術成熟的CMOS技術,使其極其受到青睞。自2015年IBM公司研制硅光學芯片后,使該技術呈現爆發式的成長,并使該技術自實驗室走入市場,并吸引微軟、亞馬遜及Facebook等巨頭的青睞。
在投入廠商方面,除Intel、IBM、思科、Imec等,因硅光子技術涵蓋半導體技術與光學技術,加上此技術帶來大量數據或信息交換的應用,將會改變傳統通信產業運作模式,Mellanox 、Luxtera等光通信公司及設備商華為等公司皆投入相關研究。
可以說,全球硅光子產業正蓄勢待發。由于這一技術未來將在通信、醫療、自動駕駛等領域大顯身手,硅光子技術正成為資本市場的寵兒,歐美一批傳統集成電路和光電巨頭通過并購,正迅速進入硅光子領域搶占高地,全球硅光子產業格局悄然成形。
國內加速布局
而國內瞄準了這一趨勢,也在至上而下加快布局。
2017年,上海市政府將硅光子列入首批市級重大專項,投入大量經費,布局硅基光互連芯片研發和生產,目的打造硅光子芯片全產業鏈,掌握關鍵核心技術,讓國內企業擺脫對國外光芯片供應商的依賴。
而在工業和信息化部發布的《中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018-2022年)》中指出,目前高速率光芯片國產化率僅3%左右,要求在2022年中低端光電子芯片的國產化率超過60%,高端光電子芯片國產化率突破 20%。
去年1月,國內第一個硅光子工藝平臺在上海成立。據悉,該平臺可以提供綜合集成技術的流片服務,流片器件及系統性能指標與國際最優水平相當,流片速度相比國外的流片代工線,速度快了一倍,只需3個月。計劃2021年建成全國的硅光子芯片研發和中試基地,到2025年量產平臺實現芯片批量供貨,成為國際知名硅光子的研發、制造基地。
業界認為,目前上海的硅光子技術基礎研究能力與世界領先水平基本同步,但在加工制造線上稍落后。隨著硅光工藝平臺中試線的建設,這一差距會逐步縮小。
光子AI芯片換道超車
光子芯片雖然仍面臨應用、封裝等諸多難題,但AI的東風讓其開始“躥紅”。
畢竟,雖然AI成為業界矚目的金礦,但圍繞AI的架構與算力之爭一時難見分曉,而如另辟蹊徑,選擇光子AI芯片會是如何?
近日落戶順義的某光子AI 芯片項目,出自一個由清華、北大、北交大等多所高校的在校博士生組成的創業團隊,該團隊是全國第一個也是全球第二個光子人工智能芯片研究團隊,它們提供了一份答案。
據《新京報》報道,團隊負責人宣稱,其光子AI 芯片算力是傳統AI芯片的1000倍,但功耗只有其百分之一,還具備低延遲還抗電磁干擾等優勢,可廣泛應用于手機、自動駕駛、智能機器人、無人機等領域。
而其中,最突出的優勢在于芯片的設計、加工、封裝、測試全部在國內完成,并可采用國內130nm微電子工藝,這意味著可擺脫對國外高制程光刻機的依賴,成為我國在芯片領域換道超車的“殺手”技術。
這聽起來十分Charming,但國內能否在這一領域真正“開花結果”,實現真正的換道超車,還待時間檢驗。