超高速光电计算芯片“挣脱”摩尔定律

2023年11月02日中国科学报

近10年来，晶体管尺寸接近物理极限。构建新一代计算架构成为前沿热点

清华大学教授戴琼海的攻关团队提出一种“挣脱”摩尔定律的全新计算架构——光电模拟芯片

相关成果近日发表于《自然》

光电深度融合的计算框架将基于电磁波空间传播的光计算，与基于基尔霍夫定律的纯模拟电子计算相结合，“挣脱”传统芯片架构中（数据转换速度、精度与功耗相互制约）的物理瓶颈，在芯片上破解了3个世界级难题（大规模计算单元集成、高效非线性、高速光电接口）。

光电融合芯片系统级

算力·较现有高性能芯片架构提升3千倍【速度：8小时变8秒】

能效·是现有高性能芯片的400万倍【功耗：1小时变500年】

限制芯片集成极限的关键是高密度下的散热难题。超低功耗的光电融合芯片将大幅改善芯片发热问题。

该芯片光学部分的加工最小线宽仅采用百纳米级，电路部分仅采用180纳米CMOS工艺，比7纳米制程的高性能芯片性能提升多个数量级。

光电融合芯片所用材料简单易得，造价仅为高性能芯片的几十分之一。

开发人工智能时代的全新计算架构是一座高峰

让新架构真正落地是更重要的攻关

《自然》评述：这枚芯片的出现，或许会让新一代计算架构比预想中更早进入日常生活。