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光子芯片——中国芯片行业寻突破的秘密武器

2023-02-03 10:18
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新的一年,正逢国人过新年的时候,美国为进一步打压我国本土半导体行业发展,多次劝说并成功拉上荷兰和日本,扩大了芯片先进制造设备的出口范围,我国芯片行业可以说是受到一定的影响,那么为寻突破时机,我们该如何发展?

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很多业界人士认为,光子芯片是我们目前最有效的解决方案,那么很多人会好奇,光子芯片有多强,能帮到中国芯片行业什么?

首先,光子芯片,顾名思义,是指通过光传输信号的芯片,特点是传输速度翻倍增长,数据损失率低,芯片性能能达到最大使用效率化。

和电子芯片不同,虽然电子芯片和光子芯片两者概念提出来的时间很相近,但“晶体管”的存在,可促使单个或多个电压信号产生另一个信号,也就创造了多种不同的模拟电路和数字电路,在一定程度上促使了电子芯片的广泛应用,因此现在的芯片基本上是以电子芯片为主导。

然而光子芯片没有晶体管类似的绝佳伙伴,于是光子芯片被尘封了数十年,直到AI的到来,大数据、神经网络等新兴技术可行性大大增长。

2017年,一片名为《 Deep learning with coherent nanophotonic circuits 》发表,并论证实现光子器件可直接计算矩阵乘法,而矩阵乘法是AI最常用的运算之一。

在常规的电子芯片中进行矩阵乘法会非常吃力,因为AI算法比较吃算力,而这是CPU和GPU无法弥补,但光子芯片经过一组光路模块后,天然能实现矩阵乘法,甚至只要增加光路,就能实现更大的矩阵乘法。

所以在计算领域,光子芯片具有非常高的优势,而这也是我国寻突破的最佳时机。

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