北大常林：光子芯片有望在5~10年內用于手機和電腦

光子芯片利用光作為信號載體，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)和大學等機構的數據中心。“個人認為，光子芯片有望在5-10年內用于智能手機和電腦�！�1月8日，北京大學先進集成光子芯片實驗室研究員常林在達摩院青橙學者分享會上表示。

1月8日，第6屆達摩院青橙學者分享會在浙江大學舉行，包括常林在內的15名全國高校青年科學家登臺，從潘云鶴、邵峰、楊樹鋒等院士手里領過青橙獎，獲得“青橙學者”桂冠和阿里公益支持的100萬元獎金。阿里巴巴達摩院青橙獎旨在發(fā)掘對科技進步有重要推動作用的35歲以下中國青年學者，面向廣泛的科學研究領域，包括數學與物理類、化學與材料類、生命科學與醫(yī)學類、天文與地學類、信息科學與工程類、新興交叉科學類等。

常林所在課題組于2023年首次報道了一種基于光子神經網絡的超高算力密度硅基集成光子處理器。研究團隊歷時3年，攻克了多波長并行光計算系統(tǒng)校準和超高精度權重加載兩個世界性技術難題。憑借在硅基光電子的集成技術領域的國際領先的工作，常林獲得達摩院青橙獎。

“光子芯片和電子芯片有著完全不同的邏輯。對于電子芯片，制程（在生產芯片時所能達到的最小尺寸）非常重要，制程從28納米到14納米、7納米、3納米，每推進一步都要花費巨大的代價和資源。對于光子芯片，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)電子芯片的產業(yè)鏈。光子芯片的引入有可能會改變整個芯片產業(yè)的游戲規(guī)則�！背Ａ衷跁�上表示。

目前的光子芯片有幾個比較大的潛在應用領域，一個是在激光雷達領域，特別是隨著無人駕駛的普及。成本低，同時性能可以滿足車載要求的激光雷達，顯得非常重要。另一個是光計算層面，常林希望未來可以將傳統(tǒng)的GPU與CPU之間的互聯改成用光進行互聯，這將極大地降低功耗，提升算力。

研發(fā)芯片很燒錢，需要產業(yè)化落地。常林表示，“我們每流一次片（流片指設計完整的芯片電路后，將其轉換為物理芯片的過程），可能就要花幾百萬，如果僅靠單純的科研經費，難以滿足前沿研究，需要有大的產線設備來支持。另外要與產業(yè)界、投資界來對接，把業(yè)界需求反饋給我們�！�

在國外，位于美國波士頓的光子芯片創(chuàng)業(yè)公司Lightelligence，成立6年，已經獲得約3670萬美元的投資，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、經緯中國、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900萬美元投資。谷歌的風投部門花費一千五百多萬美元投資Lightmatter光子芯片公司，其光子芯片在訓練自然語言模型BERT時速度是英偉達A100的5倍，功耗只有A100的1/6，而A100正是用來訓練ChatGPT的芯片。

中國首條光子芯片生產線已于2023年正式量產，由中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所和中國電子科技集團公司等單位聯合研發(fā)。這也是中國芯片研發(fā)自主化的縮影。據前瞻數據庫報告，2023年1-9月中國集成電路累計進口量達到3559億個，累計下降14.6%。