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中国实现世界首颗超高并行光计算芯片:到底是啥?
虎嗅·2025-06-20 09:12

光计算技术突破 - 中国科学院上海光学精密机械研究所研制出超高并行光计算集成芯片"流星一号",首次在50GHz光学主频下验证并行度>100的片上光信息交互与计算 [1] - 该芯片采用孤子微梳源和MZI网络驱动的并行光计算架构,单芯片理论峰值算力>2560TOPS,功耗比>3.2TOPS/W [7] - 研究团队解决了高密度宽谱数据信号色散误差、信道串扰等问题,将多波长并行计算一致性提升至90%以上 [3] 光计算技术背景 - 光子计算利用光子作为信息载体,具有低功耗、超高速、高并行度等优势,是突破电子芯片物理极限的关键技术之一 [10] - 光计算技术路线包括基于空间光学和片上集成光学两种,其中MZI干涉结构路线成熟度最高且已实现量产 [17] - 光计算可解决AI算力需求每4-6个月翻倍与摩尔定律放缓的矛盾,是后摩尔时代的重要技术方向 [9] 国内外光计算企业 - 国内领先企业包括曦智科技(128x128光子矩阵)、光本位科技(MRR+PCM方案)、芯算科技(100 TOPS板卡)和光子芯力(全波计算) [22][23][24] - 国际企业包括Lightmatter(光子计算平台Envise)、Luminous Computing(112Gbps光子链路芯片)和Optalysys(光计算安全加密系统) [26][27] - 全球光计算产业处于发展初期,预计2027年市场规模将达到56亿美元 [31] 技术实现路径 - "流星一号"采用90nm CMOS兼容工艺在SOI平台制造,MZI结构由分束器和相移器组成,驱动功率保持在毫瓦级 [7] - 光电融合是当前主流方案,光芯片负责整数运算,电芯片处理浮点运算,可突破晶体管密度限制 [29][30] - 并行光计算架构通过结合频率和空间自由度实现矩阵-矩阵计算,为发展超级光子计算机开辟新途径 [4]