光子神经处理单元 (NPU)

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世界首款基于光的NPU
半导体行业观察· 2025-04-14 09:28
光子芯片技术突破 - 德国科技公司Q.ANT推出全球首条光子AI芯片生产线,采用薄膜铌酸锂(TFLN)材料,能极快控制光波且几乎不产热 [3] - 该技术通过升级现有半导体工厂实现,投资1400万欧元,显著降低生产成本并加速AI处理器开发 [3] - 光子芯片处理速度比传统芯片快50倍,能耗降低30倍,特别适合AI和神经网络计算 [4][6] 技术原理与优势 - 光子NPU利用光干涉原理执行矩阵乘法(AI核心运算),通过波导和调制器操纵光子实现光速计算 [4] - 采用波分复用技术可同时处理多数据流,实现高吞吐量并行处理,带宽提升且延迟更低 [4] - 天然适合模拟计算,能表示连续值,对信号处理和AI推理任务更具优势 [4] 产业影响与规划 - 生产线年产能达1000片晶圆,支持快速迭代芯片架构,缩短从实验室到市场的周期 [6] - 目标到2030年使光子处理器成为全球AI基础设施的核心组件,重塑计算生态系统 [8] - 技术有助于减少对全球半导体供应链依赖,推动分布式半导体产业格局形成 [7] 应用场景 - 已通过云端AI试验验证潜力,可无缝集成现有数据中心提升AI模型训练和复杂模拟能力 [5] - 将显著降低数据中心运营成本(冷却需求减少),推动医学、气候建模等领域创新加速 [8] - 与GPU形成互补关系,定位为下一代AI协处理器标准 [6]