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(gè)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(gè)負(fù)責(zé)計(jì)算、一個(gè)負(fù)責(zé)通信,才能讓指令準(zhǔn)確、智能且迅速地執(zhí)行!苯,邱楓領(lǐng)隊(duì)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)。
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(duì)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(diǎn),規(guī)整但又沒有規(guī)律。
邱楓介紹,這些線和點(diǎn)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(shí),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。”
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(duì)的技術(shù)秘密!安⒉灰姷糜卸嚯y!鼻駰髡f,“就好比畫線,本身不難,但想知道在哪里畫這條線,就難了!眱H僅是材料合成部分,邱楓就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了十多年的探索、上百萬次的試驗(yàn)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(duì)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。
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(shí)現(xiàn)多個(gè)電子芯片之間的無縫對接。作為“腦細(xì)胞”的電子芯片,單個(gè)計(jì)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(gè)電子芯片可以被組成一個(gè)整體,“就像一顆‘大腦’,各個(gè)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(shí)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(shí)將與芯片制造商和云服務(wù)提供商合作,逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。