光子芯片的技术背景与驱动力 - 生成式人工智能模型日益复杂，其运行消耗的能源剧增，支撑模型的电子芯片正逼近速度与能效的物理极限[2] - 使用光驱动的光子芯片被视为解决上述难题的潜在方案[2] - 美国对高端电子芯片及制造设备的出口管制，进一步推动中国加速研发光子计算等高性能计算替代技术[3] - 中国已将光子技术纳入“十四五”规划重点布局领域，并提供持续稳定的资金支持[3] 光子芯片的技术原理与优势 - 光子芯片利用光子传输信息，其传播速度更快且不会以热量形式损耗能量，因此在性能和能效上优于电子计算系统[4] - 光子芯片通过控制光的振幅、相位及干涉模式完成运算，具备高能效优势[4] - 目前光子芯片已应用于传感器、数据通信系统及生物医学设备等领域[4] 中国在光子芯片领域的研究进展与地位 - 过去五年，光子芯片相关研究取得飞速进展，中国在该领域处于全球领先地位[2] - 中国在光子芯片领域的基础设施、技术能力与人才储备上进行了战略性投入[2] - 2024年中国研究人员发表的光子芯片相关论文达476篇，数量位居全球首位[2] - 2017年至2025年间，中国作者发表的相关论文数量增长了9倍[2] 近期关键技术突破 - 上海交通大学团队发布了首款全光计算芯片LightGen，可运行先进的生成式人工智能模型，完成图像生成、视频编辑及三维场景构建等任务[4] - LightGen芯片采用高密度集成超表面技术，集成了数百万个光子神经元，并配备了专为光子计算系统打造的训练算法[5] - 据团队介绍，LightGen芯片在生成图像、编辑视频及构建三维场景的速度与能效上，均超越了英伟达A100等高端处理器[5] - 该成果为研发具备高速、高能效优势的专用光子芯片提供了有力的概念验证[5] 产业化与生态发展 - 中国正积极推动产学研深度融合，为技术发展提供强大支撑[5] - 通过光子芯片初创企业（如苏州的光本位与中际旭创）加速了技术商业化落地进程[5] 光子芯片面临的挑战与未来展望 - 光子芯片运行所需的激光器、探测器、调制器等配套组件会消耗能量，其总能耗是否超过所节省的能耗仍需在实际应用后验证[7] - 光子芯片的架构需根据具体用途进行针对性调整，可扩展性是其尚未解决的关键问题，研发类似英伟达芯片的通用型光子处理器面临巨大挑战[7] - 光子芯片完全取代多功能电子处理器的可能性极低，未来更可能作为一种专用组件融入混合计算生态系统[7]