从电到光,后摩尔时代的中国芯机遇来了
传统电芯片在摩尔定律失效后逐渐逼近性能极限,越来越多的从业者将目光转向了光。
对比电子芯片,光芯片的特点在于高速率和低功耗。在通信领域,光纤通信在数据传输中撑起了5G的覆盖,而计算、储存领域也给光芯片留出了巨大的舞台。
光芯片远超电芯片的性能潜力,让其成为了一条硬科技发展的确定赛道。近几年,英特尔、英伟达、格芯等海外芯片厂商纷纷出手并购光芯片项目,在新赛道抓紧布局发力。而在国内,华为等厂商也投资了超过十余家光芯片公司,覆盖产业链上下游。
从技术竞争的角度来看,光芯片被认为是与国外研究进展差距最小的芯片技术,被寄予了中国“换道超车”的希望。从电芯片到光芯片是芯片产业发展的重心。中国依托庞大的应用终端,未来可能在光芯片应用上和国外并驾齐驱。
相比于集成电路,光芯片在技术上避免了发热问题,传输损耗更低、带宽更高、时延更少、以及抗电磁干扰能力更强。这些都是光芯片的巨大优势。
目前,硅光技术在传输领域已经获得广泛应用,在大型数据中心和电信领域承载信息传输的任务。在以激光雷达为代表的光传感领域也在逐步走向成熟。而以硅光芯片为基础的光计算将有望在未来5-10年,逐步出现在部分计算场景里。
在中国芯片产业被卡脖子的背景下,发力光芯片有了另一层“换道超车”的意义。
光子集成电路虽然目前仍处于初级发展阶段,但毋庸置疑,这种发展趋势已成必然。
2021年12月,阿里巴巴达摩院发布2022十大科技趋势,光电芯片也位列其中。
2017年,iPhone X搭载3D摄像头,藏在刘海屏后面的人脸识别技术在手机领域被广泛接受,作为3D传感技术核心组件的VCSEL激光芯片迎来井喷式增长。在自动驾驶领域,激光雷达作为感知环节的重要一环,以Quanergy为代表的激光雷达公司在自动驾驶热潮中迅速成为独角兽,也为光芯片带来更多关注度。
但需要指出的是,光芯片的出现,并非为了完全颠覆与代替电芯片。事实上,光子芯片需要与成熟的电子芯片技术融合,运用电子芯片先进的制造工艺及模块化技术,结合光子和电子优势的硅光技术将是未来的主流形态。