光电芯片技术优势 - 光电芯片数据传输速率可达每秒数太比特(Tbps),延迟性能较电子芯片降低两个数量级,光信号传输能耗极低,几乎不产生热量 [8][13] - 光电芯片可利用波分复用实现太赫兹(THz)级别带宽,而传统电子芯片带宽一般在吉赫兹(GHz)级别 [13] - 光计算每比特能耗低至10-18焦耳,相同功耗下运算速度比电子芯片快数百倍,大幅降低系统运行成本和散热需求 [8] AI算力需求与结构变化 - 全球AI服务器市场规模从2020年122亿美元增长至2024年1251亿美元,五年增长近10倍,2025年将持续扩大 [5] - 微软2025财年Q1资本支出达167.5亿美元(同比+53%),计划全年投入800亿美元扩建数据中心,目标2026年前AI训练算力提升5倍 [6] - 亚马逊2025年Q1资本支出243亿美元(同比+74%),全年1000亿美元支出大部分用于AI项目,算力需求从训练转向ASIC推理算力 [6][7] 光电芯片产业化进展 - 硅光平台是光计算主要实现方式,通过集成光子矩阵和DAC/ADC等器件替代传统ASIC硬件,未来将采用光电混合集成工艺提升效率 [10] - 光电芯片当前处于技术导入初期,实验室阶段已突破光信号调制技术,下一阶段将解决量产工艺难题,长期将渗透AI计算、通信等领域 [10][11] - Intel、IBM、NVIDIA占据2024年光电芯片专利总数68%,国内光本位科技完成5次芯片流片,128x128光计算板卡计划2025年商业化 [15] 国内光电芯片发展现状 - 国内10G光芯片国产化率约60%,25G以上仅5%,100G EML芯片未批量供货,CPO技术落后国际水平 [16] - 上海交大无锡研究院下线首片6英寸薄膜铌酸锂光电芯片晶圆,关键指标达国际先进水平,实现从"技术跟跑"到"产业领跑"跨越 [19] - 中国在光传输领域具备产业环境优势,光电芯片不依赖摩尔定律,通过工程经验突破高功率光源等关键技术 [16] 光电芯片市场前景 - 全球光电芯片市场规模2027年将超300亿美元,2022-2027年CAGR约25%,AI计算领域将呈现指数级增长 [17] - 光电芯片在5G/6G通信、智能驾驶(实时道路信息处理)、VR/AR设备等领域有广泛应用潜力 [21] - 广东省设立千亿级光芯片产业基金,上海张江科学城吸引15家初创企业入驻,形成产学研投协同体系 [22] 投融资动态 - 2025年国内光电芯片融资加速,老鹰半导体获超3亿人民币B轮融资,华辰芯光A++轮融资近2亿人民币 [25] - 资本集中于A轮后阶段,地方政府引导基金参与催化,如江苏国经投资喜咲光芯D轮,显示长期布局意图 [22][25]
光电芯片:AI推理时代的算力新引擎