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美國智庫戰(zhàn)略與國際研究中心（CSIS）12日發(fā)表新文章，提到中美科技戰(zhàn)的新戰(zhàn)場可能是硅光子技術，在提高傳輸效率的同時降低延遲，并改變中美在半導體和AI的競爭格局。

作者 Matthew Reynolds 在文章中表示，與電子芯片相比，光子芯片利用光子而非電子傳遞信息，光子與電子技術相結合時，有望創(chuàng)造具更高帶寬、更高能效的大規(guī)模運算系統(tǒng)，超越傳統(tǒng)電子芯片的物理限制。

中國智庫中國國際經(jīng)濟交流中心（CCIEE）經(jīng)濟學家陳文玲在反美國封鎖的文章中表示，硅光子是中國能彎道超車的技術。”光子芯片具有諸多技術優(yōu)勢，它運算速度更快，信息容量更大，將比目前的硅基芯片提升1,000倍以上”。

中國中科鑫通微電子（SinTone）正籌建光子芯片生產(chǎn)線，意味中國在光子芯片將走在世界前列， 甚至徹底改變芯片技術路線。

中科鑫通微電子總裁隋軍指出，中國有能力在國內生產(chǎn)光子芯片，因為制造過程不需用到美國制裁的極紫外光（EUV）光刻機。

文章指出，中國政府近期可能對光子學感興趣，并視為規(guī)避西方技術控制的方法之一。從中國第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要，都提到光子技術;北京大學國家發(fā)展研究院院長姚洋認為，光子芯片最終將淘汰電子芯片，也同意是中國彎道超車的機會，最近他在最新文章也稱中國有能力在這新興技術中率先突破。

技術從電子走到光子？

不過 Matthew Reynolds 認為，光子芯片不太可能取代電子芯片，至少時間不會很快，光子學與電子學更像是共生關系。

但確定的是，硅光子技術的確有望成中國前進半導體制造前沿的突破口。

硅光子技術最直接的應用形式是光互連（optical interconnects），即用光子技術取代電路中的銅線，加快處理器和/或內存間的信息傳輸，減少目前困擾AI 運算的傳輸瓶頸。

當數(shù)據(jù)傳輸（非數(shù)據(jù)處理）成為瓶頸時，光互連整合可提高運算系統(tǒng)性能，使其超出采用先進電子設備但沒光互連的系統(tǒng)。

曦智科技（Lightelligence），最近推出的AI加速器Hummingbird（蜂鳥）。Hummingbird 使用光互連元件，連接臺積電以28納米制程制造的電子芯片，雖然這種制程未達當前領先技術，但已完全符合中國半導體制造能力。曦智科技甚至聲稱在某些 AI 任務中，其延遲和效率指標超過對手。

此外，曦智科技還發(fā)布光子算術運算引擎（Photonic Arithmetic Computing Engine，簡稱 PACE）的光學運算系統(tǒng)。PACE 將光子和電子整合芯片進行共封裝，在部分運算密集型應用中，處理速度比 Nvidia 高端 GPU 快 25-100 倍。

曦智科技創(chuàng)始人及CEO沈亦晨指出，光子芯片代表一個更快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的技術方向，因為光子芯片不依賴制程、技術也不受限，可用28納米的電子芯片產(chǎn)生7納米電子芯片的效果。由此可知，光子處理器的運算系統(tǒng)可由較傳統(tǒng)的電子設備提供支持，執(zhí)行部分AI任務時性能甚至優(yōu)于最先進的全電子系統(tǒng)。

與此同時，中國清華大學研究團隊先前宣布突破傳統(tǒng)芯片的物理瓶頸，提出光電融合的全新運算框架，研制出國際首個全模擬光電智能運算芯片（ACCEL）。

ACCEL 在智能視覺目標辨識任務的算力中，達目前高性能商用芯片 3,000 余倍，在智能視覺目標辨識任務和無人系統(tǒng)場景運算中，能效是現(xiàn)有高性能芯片的400 萬余倍。雖然ACCEL商業(yè)化時間還不明確，但研究人員認為ACCEL未來有望在無人系統(tǒng)、工業(yè)檢測和AI大模型等方面實現(xiàn)應用。

硅光子有望改變中美科技戰(zhàn)和 AI 競爭格局

Matthew Reynolds 認為，硅光子是光互連和光運算進步的基礎和動力，將改變中美半導體和 AI 競爭格局。美國出口措施試圖切斷中國先進芯片制造能力，但硅光子似乎成為中國彎道超車的新機會。

不過 Matthew Reynolds 表示，盡管光子處理器的性能獲得宣傳，但目前適用性仍較狹窄，與電子處理器的通用性形成鮮明對比。此外，硅光子技術的應用仍存在許多技術障礙，光學電腦還需要操作系統(tǒng)和應用等軟件開發(fā)來改善性能。

也因此，實現(xiàn)光學運算可能還需要數(shù)年甚至數(shù)十年時間，以目前 AI 發(fā)展速度來看，任何延誤都可能造成嚴重后果。美國領先半導體公司和其盟國公司也都往硅光子投入許多資源，中國能否獲得領導地位還不能下定論。

Matthew Reynolds 指出，但無論如何，新技術和新架構很可能重新定義先進芯片的構成要素，并削弱現(xiàn)行管制措施的影響，或重塑競爭格局。美國的出口管制也可能無意中激勵中國將更多資源投入新興技術，成為下一代半導體的關鍵作用，特別是隨著摩爾定律逐漸逼近，以及對AI運算需求不斷增加的情況下。