光子芯片利用光作為信號(hào)載體，相比于傳統(tǒng)電子芯片，算力更高而能耗更低，目前主要使用于企業(yè)和大學(xué)等機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心�！皞�(gè)人認(rèn)為，光子芯片有望在5-10年內(nèi)用于智能手機(jī)和電腦�！�1月8日，北京大學(xué)先進(jìn)集成光子芯片實(shí)驗(yàn)室研究員常林在達(dá)摩院青橙學(xué)者分享會(huì)上表示。

1月8日，第6屆達(dá)摩院青橙學(xué)者分享會(huì)在浙江大學(xué)舉行，包括常林在內(nèi)的15名全國(guó)高校青年科學(xué)家登臺(tái)，從潘云鶴、邵峰、楊樹(shù)鋒等院士手里領(lǐng)過(guò)青橙獎(jiǎng)，獲得“青橙學(xué)者”桂冠和阿里公益支持的100萬(wàn)元獎(jiǎng)金。阿里巴巴達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)旨在發(fā)掘?qū)�科技進(jìn)步有重要推動(dòng)作用的35歲以下中國(guó)青年學(xué)者，面向廣泛的科學(xué)研究領(lǐng)域，包括數(shù)學(xué)與物理類(lèi)、化學(xué)與材料類(lèi)、生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)類(lèi)、天文與地學(xué)類(lèi)、信息科學(xué)與工程類(lèi)、新興交叉科學(xué)類(lèi)等。

常林所在課題組于2023年首次報(bào)道了一種基于光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的超高算力密度硅基集成光子處理器。研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3年，攻克了多波長(zhǎng)并行光計(jì)算系統(tǒng)校準(zhǔn)和超高精度權(quán)重加載兩個(gè)世界性技術(shù)難題。憑借在硅基光電子的集成技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先的工作，常林獲得達(dá)摩院青橙獎(jiǎng)。

“光子芯片和電子芯片有著完全不同的邏輯。對(duì)于電子芯片，制程（在生產(chǎn)芯片時(shí)所能達(dá)到的最小尺寸）非常重要，制程從28納米到14納米、7納米、3納米，每推進(jìn)一步都要花費(fèi)巨大的代價(jià)和資源。對(duì)于光子芯片，光子以光速在芯片上傳播一次，就能完成一次計(jì)算。要發(fā)展光子芯片，需要建立有別于傳統(tǒng)電子芯片的產(chǎn)業(yè)鏈。光子芯片的引入有可能會(huì)改變整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的游戲規(guī)則�！背Ａ衷跁�(huì)上表示。

目前的光子芯片有幾個(gè)比較大的潛在應(yīng)用領(lǐng)域，一個(gè)是在激光雷達(dá)領(lǐng)域，特別是隨著無(wú)人駕駛的普及。成本低，同時(shí)性能可以滿足車(chē)載要求的激光雷達(dá)，顯得非常重要。另一個(gè)是光計(jì)算層面，常林希望未來(lái)可以將傳統(tǒng)的GPU與CPU之間的互聯(lián)改成用光進(jìn)行互聯(lián)，這將極大地降低功耗，提升算力。

研發(fā)芯片很燒錢(qián)，需要產(chǎn)業(yè)化落地。常林表示，“我們每流一次片（流片指設(shè)計(jì)完整的芯片電路后，將其轉(zhuǎn)換為物理芯片的過(guò)程），可能就要花幾百萬(wàn)，如果僅靠單純的科研經(jīng)費(fèi)，難以滿足前沿研究，需要有大的產(chǎn)線設(shè)備來(lái)支持。另外要與產(chǎn)業(yè)界、投資界來(lái)對(duì)接，把業(yè)界需求反饋給我們。”

在國(guó)外，位于美國(guó)波士頓的光子芯片創(chuàng)業(yè)公司Lightelligence，成立6年，已經(jīng)獲得約3670萬(wàn)美元的投資，不包括最新在2020年獲得的最新一輪未披露金額的融資。Lightelligence的投資者包括真格基金、百度創(chuàng)投、經(jīng)緯中國(guó)、中金公司、和利資本等。另一家Luminous光子芯片公司于2019年4月種子輪就獲得比爾蓋茨等人900萬(wàn)美元投資。谷歌的風(fēng)投部門(mén)花費(fèi)一千五百多萬(wàn)美元投資Lightmatter光子芯片公司，其光子芯片在訓(xùn)練自然語(yǔ)言模型BERT時(shí)速度是英偉達(dá)A100的5倍，功耗只有A100的1/6，而A100正是用來(lái)訓(xùn)練ChatGPT的芯片。

中國(guó)首條光子芯片生產(chǎn)線已于2023年正式量產(chǎn)，由中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和中國(guó)電子科技集團(tuán)公司等單位聯(lián)合研發(fā)。這也是中國(guó)芯片研發(fā)自主化的縮影。據(jù)前瞻數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)告，2023年1-9月中國(guó)集成電路累計(jì)進(jìn)口量達(dá)到3559億個(gè)，累計(jì)下降14.6%。