光子芯片 

光子芯片是什么？聚合電光（杭州）科技有限公司創(chuàng)始人邱楓博士用了一個形象的比喻：“如果說電子芯片是腦細(xì)胞，那么光子芯片就是神經(jīng)系統(tǒng)，兩者配合起來，一個負(fù)責(zé)計算、一個負(fù)責(zé)通信，才能讓指令準(zhǔn)確、智能且迅速地執(zhí)行。”近日，邱楓領(lǐng)隊與多家企業(yè)聯(lián)合研發(fā)的超高速率光模塊（基于全自研自主可控光子芯片）產(chǎn)品出爐，將讓信息傳遞的速度像光一樣，瞬息即達(dá)。

信息傳輸速度提升百倍

2022年從海外歸國后，邱楓就來到國科大杭州高等研究院擔(dān)任物理與光電工程學(xué)院教授，并創(chuàng)辦聚合電光（杭州）科技有限公司，落地在城西科創(chuàng)大走廊的HIAS科創(chuàng)園。為了推動光子芯片科研成果走向?qū)嵱没?，打破國外廠商對相關(guān)技術(shù)的壟斷，邱楓帶領(lǐng)團(tuán)隊一方面從事科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、華為等的前沿學(xué)術(shù)課題研究，另一方面對光電領(lǐng)域的學(xué)術(shù)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化探索。

在公司會議室里，記者見到了這張即將正式對外發(fā)布的光子芯片，它就像是一張金屬圓片，上面刻著長長短短的線和點，規(guī)整但又沒有規(guī)律。

邱楓介紹，這些線和點的條紋結(jié)構(gòu)，是光波導(dǎo)組成的光子芯片單元，也就是說，當(dāng)搭載著信息的光在這張芯片上傳播時，會按此結(jié)構(gòu)前進(jìn)，最終把信息以超快的速度準(zhǔn)確地傳達(dá)到目標(biāo)位置。

速度快，是光子芯片最大的特性。邱楓說，光的傳播速度是自然界中最快的，但它在芯片上的傳播速度，取決于底層材料，“我們最大的突破，就是研發(fā)出制作芯片的底層材料?！?/p>

該材料主要成分是鋯鈦酸鉛，聽上去簡單，但其配比、工藝等是邱楓團(tuán)隊的技術(shù)秘密?！安⒉灰姷糜卸嚯y。”邱楓說，“就好比畫線，本身不難，但想知道在哪里畫這條線，就難了。”僅僅是材料合成部分，邱楓就帶領(lǐng)團(tuán)隊進(jìn)行了十多年的探索、上百萬次的試驗以及大量的原材料和工藝摸索，刻苦攻關(guān)，終于掌握了材料的“性格密碼”，并批量合成，做到了為人類所應(yīng)用。

如今，邱楓率團(tuán)隊研發(fā)的光子芯片，讓信息傳輸交換的速度提升百倍，就像是從撥號到光纖的飛躍，突破了硅基光子芯片的極限，達(dá)到了該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先水平。

引爆算力賦能AI未來

超高速率的光子芯片，能做些什么？邱楓說，由于光子芯片具備高帶寬、低能耗與長距離傳輸優(yōu)勢，將成為突破數(shù)據(jù)中心算力領(lǐng)域通信瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)，用它賦能AI，可突破卡間互聯(lián)、集群互聯(lián)“卡脖子”短板。

在他看來，光子芯片可實現(xiàn)多個電子芯片之間的無縫對接。作為“腦細(xì)胞”的電子芯片，單個計算能力是有限的，但通過超高速率光子芯片的連接，無數(shù)個電子芯片可以被組成一個整體，“就像一顆‘大腦’，各個腦細(xì)胞之間的交流、銜接將無比絲滑。”

“華為總裁任正非曾說，未來數(shù)據(jù)流量管道會變得像‘太平洋’一樣粗?！鼻駰髡f，這也意味著，在未來6G、全息通信、元宇宙、具身智能機(jī)器人等大量智能應(yīng)用出現(xiàn)的時代，光子芯片將有效支撐起超大流量的通信傳輸工作，為AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)勁硬件支撐。

據(jù)了解，該超高速率光模塊產(chǎn)品將在5月正式對外發(fā)布，屆時將與芯片制造商和云服務(wù)提供商合作，逐漸實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。