光子人工智能芯片助“中国芯”换道超车

“芯片的设计、加工、封装、测试全部在国内完成，摆脱了对国外高制程光刻机的依赖，是我国在芯片领域换道超车的核心技术。”研究团队负责人白冰说。

具高速率、低功耗优势

落地顺义的光子人工智能芯片出自一个由清华、北大、北交大等多所高校的在校博士生组成的创业团队，该团队是全国第一个，也是全球第二个光子人工智能芯片研究团队。

团队负责人、光子芯片的研发者之一——白冰，目前正在北京交通大学通信与信息系统专业攻读博士学位。作为国内第一个研究光子计算的团队，白冰介绍，光子芯片具有低延迟、抗电磁干扰等优势，计算能力是传统芯片的三个数量级，功耗却只有传统芯片的百分之一。

全流程可在国内完成

对于光子人工智能芯片发展的意义，白冰说，国内电子芯片设计领域能力很强，但在核心加工环节有一个很强的技术壁垒，需依赖国外的高制程光刻机，在成本等多个方面都会受限。光子人工智能芯片的生产过程自主可控，全流程可在国内完成，采用国内130nm微电子工艺加工完成，摆脱了对于国外高制程光刻机的依赖，无需在工艺制程上进行追赶。

“芯片的设计、加工、封装、测试全部在国内完成，摆脱了对国外高制程光刻机的依赖，所以说是我国在芯片领域换道超车的核心技术。”白冰说。

白冰表示，未来芯片主要还是针对人工智能领域的应用与发展。目前光子人工智能芯片的产品部署主要集中于设备端，预计于2022年将光子芯片运用到云端。

记者了解到，第三代半导体是北京市高精尖产业的重要内容，也是顺义确定发展的三大创新型产业集群之一。当前，顺义正布局全产业链，7.1万平方米的第三代半导体材料及应用联合创新基地已于去年12月竣工。目前，中关村科技园区顺义园管理委员会已与其团队签约，项目正式落户顺义。

据介绍，上海也已开始光子芯片的布局，计划到2021年建成全国硅光子芯片研发和中试基地，到2025年量产平台实现芯片批量供货，成为国际知名硅光子的研发、制造基地。

释疑1：什么是光子人工智能芯片？

白冰介绍，光子人工智能芯片是指采用硅基光子集成技术，让光提供算力，为人工智能应用提供高性能的硬件支持。第一个层面是“人工智能芯片”。如果一个芯片要跑得非常快、非常省电，一定是芯片的物理结构跟软件高度匹配，这样才能达到一个比较高的效率。包括现在的人脸识别、自动驾驶、安防监控、AI金融、AI医疗等，实际上都是一种人工智能算法，要设计一款芯片结构跟其特征匹配，这就是人工智能芯片。

第二个层面是“光子”。已有的人工智能芯片都是电子芯片，电子芯片在计算速度和功耗方面会有瓶颈。光子人工智能芯片是依托硅基光子集成技术，在内部用光完成矩阵运算与数据交换。它的计算过程与人工智能算法高度匹配，计算速度比普通电子芯片高，功耗比电子芯片低。