今年以來，“光芯片”相關(guan) 概念的熱度持續升溫。近期，光芯片市場由於(yu) 需求增長迎來漲價(jia) 潮；廣東(dong) 省發布推動光芯片產(chan) 業(ye) 發展的行動方案；全球科技企業(ye) 頻頻對“光芯片”發出相關(guan) 動作和聲音……當光芯片這把“火”越燒越旺，更多目光行業(ye) 開始搜尋其“爆火”的背後邏輯。

光芯片之“火”越燒越旺

10月21日，廣東(dong) 省人民政府辦公廳發布了《關(guan) 於(yu) 印發廣東(dong) 省加快推動光芯片產(chan) 業(ye) 創新發展行動方案（2024—2030年）的通知》（以下簡稱《通知》）。《通知》指出，力爭(zheng) 到2030年取得10項以上光芯片領域關(guan) 鍵核心技術突破，打造10個(ge) 以上“拳頭”產(chan) 品，培育10家以上具有國際競爭(zheng) 力的一流領軍(jun) 企業(ye) ，建設10個(ge) 左右國家和省級創新平台，培育形成新的千億(yi) 級產(chan) 業(ye) 集群，建設成為(wei) 具有全球影響力的光芯片產(chan) 業(ye) 創新高地。

除了劍指“千億(yi) 級”光芯片產(chan) 業(ye) 集群的廣東(dong) ，我國多地也啟動了在光芯片領域的布局。蘇州在高新區設立太湖光子中心，做大做強光芯片、光器件等細分領域，推動光子產(chan) 業(ye) 融合發展。據了解，光子產(chan) 業(ye) 被列入蘇州30條重點產(chan) 業(ye) 鏈之一，現已落戶億(yi) 元以上重點項目69個(ge) 、高質量科技項目134項，集聚光子領域企業(ye) 超300家，形成了芯片材料-器件模組-集成裝備的整鏈條、多梯次發展方陣，年產(chan) 值達720億(yi) 元。此外，上海市將光量子芯片列入其五大未來產(chan) 業(ye) 中的“未來智能”。

一邊是各地積極布局光芯片產(chan) 業(ye) ，一邊是今年以來光芯片研發和應用新進展不斷。8月初，清華大學首創全前向智能光計算訓練架構，研製出“太極-Ⅱ”光芯片，實現了大規模神經網絡的原位光訓練，為(wei) 人工智能（AI）大模型探索了光訓練的新路徑。9月底，湖北九峰山實驗室在矽光子集成領域取得新進展，成功點亮集成到矽基芯片內(nei) 部的激光光源，這也是該項技術在國內(nei) 的首次成功實現。此外，由上海交通大學無錫光子芯片研究院建設國內(nei) 首條光子芯片中試線已正式啟用，標誌著光子芯片正式步入產(chan) 業(ye) 化快車道。

在各地方、各企業(ye) 的積極布局與(yu) 推動下，“光芯片”熱度持續升溫。而放眼全球市場，在“光芯片”這條賽道上，英偉(wei) 達、英特爾、博通、台積電等眾(zhong) 多知名企業(ye) 一直緊緊蹲守。

英特爾集成光子解決(jue) 方案（IPS）部門於(yu) 3月份在光纖通信大會(hui) （OFC）上展示了業(ye) 界首款完全集成的光學計算互連（OCI）Chiplet芯粒，該芯粒與(yu) 英特爾CPU封裝在一起，將過去通過銅線實現的電氣I/O接口傳(chuan) 輸數據，變成采用光學I/O解決(jue) 方案，實現了高帶寬片上互連的突破。英偉(wei) 達近期投資了利用矽光子技術支持下一代AI數據中心的初創公司Xscape Photonics，另有消息稱英偉(wei) 達預計到2027年發布“Rubin Ultra” GPU計算引擎時有望為(wei) 其GPU內(nei) 存綁定NVlink協議並提供光學互連。此外，台積電推出了一種推出基於(yu) 矽光子學的人工智能芯片封裝平台，並在今年9月和日月光科技牽頭成立了矽光子產(chan) 業(ye) 聯盟。

AI時代的“芯寵兒(er) ”

被業(ye) 界看上的光芯片有何“妙處”？

據了解，光芯片是以光為(wei) 媒介，用電磁波來傳(chuan) 遞信息的芯片，也是實現光電信號轉換的基礎元器件。相比使用電子傳(chuan) 遞信息的一般意義(yi) 上的芯片，用光傳(chuan) 遞信息的光子芯片，理論上信息傳(chuan) 輸速度更快，傳(chuan) 播距離更遠，能量損耗更低。業(ye) 內(nei) 人士認為(wei) ，推動光芯片發展的最大意義(yi) 在於(yu) ，其為(wei) 半導體(ti) 產(chan) 品在後摩爾時代的性能提升打開了新的路徑。

當前，生成式大模型的龐大參數規模和迅速增加的使用量，使雲(yun) 端算力需求急劇攀升，對算力芯片和互聯技術的性能、功耗和成本要求無不在升級。然而，隨著傳(chuan) 統半導體(ti) 製程工藝已經逐漸逼近物理極限，摩爾定律腳步放緩，芯片在進一步提升計算速度和降低功耗方麵遭遇瓶頸。

“服務器之間的數據傳(chuan) 輸正在不斷增加，當今的數據中心基礎設施難堪重負。目前的解決(jue) 方案正在迅速接近電氣I/O性能的實際極限。”英特爾矽光集成解決(jue) 方案團隊產(chan) 品管理與(yu) 戰略高級總監Thomas Liljeberg表示。而英偉(wei) 達創始人黃仁勳則多次公開發表“摩爾定律已經終結”的看法，他曾表示：“我們(men) 再也不會(hui) 看到CPU和通用計算機的速度每年翻一番了，如果每十年能翻一番，那就算幸運了。”

在摩爾定律放緩與(yu) 人工智能時代到來之際，如何構建新一代計算架構，建立芯片“新”秩序？這成為(wei) 國際高度關(guan) 注的前沿熱點。在此之際，行業(ye) 對光芯片的需求“呼之欲出”，光芯片技術被視為(wei) 破局的關(guan) 鍵。而這也是英特爾、英偉(wei) 達、台積電對光芯片領域保持高度興(xing) 趣的根源。

從(cong) 技術視角來看，與(yu) “光芯片”相關(guan) 的概念涉及多重含義(yi) ，包括光通信、光計算、光量子等。業(ye) 內(nei) 人士指出，廣義(yi) 上的光芯片並不是前沿技術，例如用於(yu) 光通信兩(liang) 端的收發模塊都是光芯片，但這些都是不可編程的光學線性計算單元，而想要真正通過光來提升算力，可編程光芯片是關(guan) 鍵。

業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家向記者表示，針對解決(jue) AI時代芯片性能和電力消耗製約問題，目前發展“光芯片”主要有兩(liang) 種思路。第一種是光芯片與(yu) 傳(chuan) 統芯片的混合集成，傳(chuan) 統芯片作為(wei) 單個(ge) 的計算單元，光芯片則負責計算單元之間的高速通信橋梁，從(cong) 而建立集群運算，有效提高運算速度，同時功耗的增加也在可接受範圍內(nei) 。二是設計製造光計算芯片，突破傳(chuan) 統的微電子處理器芯片性能瓶頸。

雖然被行業(ye) 寄予厚望的光芯片熱度持續攀升，但業(ye) 內(nei) 人士指出，光芯片未來發展還有很長的路要走，在基礎研究上需要加大投入，在材料工藝等環節需要加快打通堵點，在產(chan) 業(ye) 化應用等更多方麵也需要協同發力，攻克多道難關(guan) 。