“芯”成就，北大、清華齊發(fā)力，上海交大光學(xué)芯片取得突破性進(jìn)展

  ICC訊 智能信息技術(shù)的發(fā)展，智能算力需求激增與現(xiàn)有傳統(tǒng)硬件算力受限之間的矛盾，成為困擾半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要矛盾。如何解決這個(gè)矛盾，是決定半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的必要前提。不同于我們?cè)谛酒ゎI(lǐng)域中的落后，我國(guó)在光學(xué)芯片領(lǐng)域中的造詣位居世界前沿水平。

  2021年11月10日消息，上海交通大學(xué)宣布：上海交大鄒衛(wèi)文團(tuán)隊(duì)率先在光學(xué)智能計(jì)算芯片上完成了高精度的醫(yī)學(xué)圖像重構(gòu)任務(wù)，攜手北京大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所成功研制出一枚具備運(yùn)行復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能力的光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片。

  據(jù)了解，該研究成果已通過(guò)《optical coherent dot-product chip for sophisticated deep learning regression》(面向復(fù)雜深度學(xué)習(xí)回歸任務(wù)的光學(xué)相干點(diǎn)積核芯片)項(xiàng)目的認(rèn)可，成功發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Light: Science & Applications。

  這里簡(jiǎn)單介紹一下“光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片”是什么?顧名思義，光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片是一枚光學(xué)芯片。與傳統(tǒng)的硅元素芯片不同，光芯片是利用磷化銦的發(fā)光屬性，將硅晶體的光路由能力整合到單一混合芯片中。通過(guò)對(duì)磷化銦施加電壓，利用進(jìn)入到硅片中的光波導(dǎo)所產(chǎn)生的持續(xù)激光束，驅(qū)動(dòng)硅光子器件運(yùn)行。

  對(duì)比傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體芯片，光芯片的制造成本更低，性能表現(xiàn)也相對(duì)優(yōu)越。但受現(xiàn)有技術(shù)水平的限制，距離實(shí)現(xiàn)光芯片大批量商品化，還有很長(zhǎng)的一段路要走。英特爾表示：未來(lái)高集成硅光子芯片代替硅晶體集成芯片，會(huì)是主流趨勢(shì)。

  回到上海交通大學(xué)推出的光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片這里。該枚芯片的誕生，意味著我們?cè)陉嚵谢鈱W(xué)器件的相干調(diào)控領(lǐng)域中，基本完成了關(guān)鍵技術(shù)壁壘的攻克。光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)數(shù)域計(jì)算。與此前相比，借助光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片的反饋控制算法，能夠大幅提高光學(xué)計(jì)算的數(shù)字精度。這便具備了執(zhí)行復(fù)雜智能任務(wù)的能力。

  光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片的誕生，為下一代智能計(jì)算技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，提供了借鑒。為后續(xù)芯片器件集成規(guī)模的提高和實(shí)現(xiàn)打造更高速、更低功耗的光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，提供了必要的技術(shù)、原理支持。能夠有效緩解大數(shù)據(jù)信息算力與傳統(tǒng)設(shè)備算力之間的矛盾。有利于推動(dòng)我國(guó)光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展。

  值得一提的是，這次上海交大推出光學(xué)相干點(diǎn)積核計(jì)算芯片，北京大學(xué)和中科院功不可沒(méi)。中科院不用多說(shuō)，作為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體核心研究項(xiàng)目的技術(shù)天花板，中科院的實(shí)力和貢獻(xiàn)是巨大的。