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史诗级芯片(EPIC)
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石墨烯芯片,打破 AI 互连瓶颈
半导体行业观察· 2025-11-09 11:14
公司愿景与技术定位 - 公司致力于解决芯片间数据传输的电子瓶颈,目标是通过将光子学直接融入半导体生产,实现数据在芯片间的无缝光传输 [2] - 公司提出了一种名为“电子-光子集成电路”的新型芯片类别,旨在使标准CMOS芯片能同时进行电子计算和光通信 [2][3] - 公司的技术核心是利用石墨烯的独特特性,特别是其奇特的能带结构,将其作为光子学与电子学集成的关键材料 [3] 技术原理与突破 - 早期研究发现单层石墨烯能吸收2.3%的光,通过将石墨烯层压到波导上,实现了光与石墨烯的反复相互作用,从而可以调节并显著提高光吸收率 [3] - 基于此发现,公司开发了石墨烯调制器和光电探测器,这些器件能够以惊人的速度操控和探测光 [3] - 与传统依赖复杂先进封装技术融合光子学和电子学的方法不同,公司的EPIC方案利用标准工业流程集成两种技术,无需特殊工具或剥离工艺 [4] 技术优势与潜力 - 相比当前主力的硅光子技术,石墨烯光子学工作温度低,与CMOS工艺兼容,且能实现高速调制器和探测器,克服了硅光子集成到芯片后端工艺时面临的限制 [9] - 该技术有望重新定义计算机架构,使芯片能直接通过光在同一堆栈内通信,从而打破阻碍人工智能发展的互连瓶颈 [9] - 结合公司正在开发的玻璃面板中介层技术,集成石墨烯光子学可减少信号损耗、提高带宽,并在芯片间创建无缝的光学结构 [10] 发展现状与规划 - 公司已获得欧盟IPCEI的资助,用于建设一条300毫米集成石墨烯光子学试验生产线,该晶圆厂目前正在设计中,计划于2026年中期投入运营,2027年初全面投产 [6] - 公司发展迅速,员工人数从2022年的2人增长至目前的130人,并计划在明年达到240人 [8] - 在实验室测试中,公司的石墨烯调制器速度已达5 GHz,并计划实现20-25 GHz的调制速度和60 GHz的光电探测器 [10] 面临的挑战与解决方案 - 石墨烯集成面临质量、可重复性和可扩展性三大挑战,公司正通过研发在200毫米及300毫米晶圆上生长的单晶石墨烯来解决稳定性和可重复性问题 [5] - 公司通过与欧洲政策制定者合作及利用欧盟石墨烯旗舰计划的传统,成功将技术研发与生产留在欧洲本土 [6] - 快速扩张带来了招聘和人才高效配置的挑战,公司正在努力解决新员工融入与效率问题 [8] 长期目标与行业影响 - 公司的目标不是取代CMOS,而是对其进行增强,通过将芯片背面变成有源光学层,创造出电子与光子真正集成的新型芯片 [11] - 公司认为,计算机领域的下一次革命将来自光在单层碳材料中的流动,而非仅仅来自更快的晶体管 [11] - 该技术旨在消除电子瓶颈,实现无限的数据吞吐量,从而重新思考计算的方式 [9][11]