產業(yè)已把晶體管縮小至幾個原子的寬度，以晶體管為基礎的硅芯片在過去數十年來以指數級增幅提高運算能力，但要進一步縮小晶體管將面臨挑戰(zhàn)，不只是因為縮小尺寸變得更難，信號也存在流失問題。許多大型機器學習演算可利用數萬芯片進行運算，但采用當前電流傳遞方式在芯片或服務器之間進行資料傳輸的速度面臨瓶頸。qQgesmc

盡管人類數十年來已通過包括海底電纜在內的光纖線纜，利用光來傳輸數據，但要做到芯片等級是很難的，原因是用來產生光或控制光的裝置還沒辦法輕易被縮小到有如晶體管一樣的尺寸。每兩年就能把芯片上晶體管密度提高一倍并降低成本的摩爾定律正在減緩，這促使產業(yè)尋求新的解決辦法，來處理日益繁重的AI運算所需。qQgesmc

數年前，電腦利用“光”而非“電流”來進行運算處理與數據傳輸的技術，還只被視為研究計劃。如今該技術正加速發(fā)展，有能力解決在芯片上運用光子相關工程挑戰(zhàn)的初創(chuàng)企業(yè)正在獲得龐大資金。qQgesmc

根據PitchBook的數據，硅光子初創(chuàng)公司去年籌資超過7.5億美元，較2020年增加一倍，也遠高于2016年的1800萬美元。PitchBook高級新興技術分析師BrendanBurke預期，到了2025年，硅光子在數據中心會成為常見的硬件，估計這塊市場屆時規(guī)模會達30億美元。qQgesmc

研發(fā)硅光子技術的初創(chuàng)公司Ayar Labs于26日宣布，已從包含英偉達、英特爾在內的投資者籌得1.3億美元資金。英偉達首席科學家兼研究高級副總裁BillDally表示：“光學連接對于擴展加速計算集群以滿足AI和HPC工作負載快速增長的需求非常重要。AyarLabs擁有獨特的光學I/O技術，可以滿足擴展下一代基于硅光子的AI架構的需求。”Ayar Labs首席執(zhí)行官表示，“這筆融資使我們能夠從今年開始完全根據行業(yè)標準對質量和可靠性以及規(guī)模化生產的解決方案進行驗證。”qQgesmc

Ayar Labs首席執(zhí)行官Charles Wuischpard表示：“總體融資規(guī)模遠大于我們最初的目標，這凸顯了光學I/O的市場機會以及Ayar Labs在基于硅光子的互連解決方案方面的領導地位。”qQgesmc

Ayar Labs還表示：“AI對數據中心的作用越來越重要。移動數據的挑戰(zhàn)和移動數據的能源消耗是個很大很大的問題。”Ayar Labs透露，公司已經批量出貨了第一批產品，預計到今年年底將出貨數千個光學互連芯片。qQgesmc

除了連結晶體管芯片外，運用電光子來打造量子電腦、超級電腦與自駕車芯片的初創(chuàng)公司也籌得大筆資金。例如量子運算公司PsiQuantum迄今籌得6.65億美元，盡管距離量子電腦改變這個世界的展望仍有數年之遙；此外，光子芯片研究公司Lightmatter也籌得1.13億美元，今年稍后將推出芯片并與客戶進行測試；打造AI超級電腦的LuminousComputing公司則籌得1.15億美元，該公司也打造使用硅光子技術的AI超級電腦，并且獲得微軟創(chuàng)辦人比爾蓋茨資助。qQgesmc

事實上，不只初創(chuàng)公司研發(fā)硅光子技術，很多半導體巨頭及一些國家也紛紛開始布局光子領域。qQgesmc

英特爾

除了上文提到的對Ayar Labs的投資，2021年12月，英特爾實驗室(Intel Labs)宣布建立了一個新的研究中心，旨在通過用電代替光來驅動更快、更高效的計算接口。這一消息很快吸引了眾多關注。據悉，英特爾數據中心互連集成光子學研究中心（Intel Research Center for Integrated Photonics for Data CenterInterconnects）的目標，是通過將同樣的邏輯應用于計算接口，解決上述的瓶頸，尤其是針對計算平臺來實現突破。qQgesmc

更具體地說，該研究中心由來自全球領先學術機構的研究人員組成，正在開發(fā)包括硅光電子、CMOS電路和鏈路結構、封裝集成和光纖耦合在內的光輸入/輸出(I/O)技術。英特爾認為，光學I/O有望在覆蓋范圍、帶寬密度、功耗和延遲等關鍵性能指標上顯著超過電氣，這種潛力不容忽視。qQgesmc

英特爾實驗室PHY研究實驗室主任James Jaussi指出，盡管有這種潛力，光接口依然難以在短時間內淘汰掉以往的銅纜互連，相關的技術進展也需要循序漸進。當大眾從電子和光學技術之間過渡時，它需要一項可以持續(xù)連接和惠及幾代人的技術，這也將是這個研究中心的重點。qQgesmc

格芯

今年3月，格芯宣布其下一代具有廣泛顛覆性的硅光子平臺GFFotonix。格芯還與思科系統(tǒng)公司合作，為DCN和DCI應用定制硅光子解決方案。qQgesmc

GF Fotonix是一個單片平臺，也是業(yè)內第一個將其差異化的300mm光子學特性和300GHz級RF-CMOS集成在硅芯片上的平臺，可以大規(guī)模地提供一流的性能。GFFotonix通過在單個硅芯片上結合光子系統(tǒng)、射頻(RF)組件和高性能互補金屬氧化物半導體(CMOS)邏輯，將以前分布在多個芯片上的復雜工藝整合到單個芯片上。qQgesmc

格芯是唯一一家擁有300mm單片硅光子解決方案的純晶圓代工廠，該解決方案展示了業(yè)界最高的單纖數據速率（0.5Tbps/光纖）。這使得1.6-3.2Tbps光學芯片能夠提供更快、更高效的數據傳輸，以及更高效的信號完整性。此外，系統(tǒng)錯誤率提升高達10000倍，可實現下一代人工智能。qQgesmc

GF Fotonix可在光子集成電路 (PIC)上實現最高水平的集成，因此客戶可以集成更多產品功能，并簡化其材料清單(BOM)。終端客戶可以通過增加容量和能力來實現更高的性能。新解決方案還支持創(chuàng)新的封裝解決方案，例如大型光纖陣列的無源連接、2.5D封裝和片上激光器。qQgesmc

GF Fotonix解決方案將在公司位于紐約馬耳他的先進制造工廠生產，PDK1.0將于2022年4月推出。EDA的合作伙伴Ansys、CadenceDesign Systems和Synopsys提供設計工具和流程，以支持格芯的客戶及其解決方案。格芯為客戶提供參考設計套件、MPW、測試、制程前后、和半導體制造等服務，以幫助客戶更快地進入市場。qQgesmc

加拿大

今年3月，加拿大政府宣布正在投資2.4億加元（合1.87億美元）來推動該國的半導體和光子學領域，以期加強其在全球市場中的作用。9000萬加元將用于對加拿大光子制造中心進行關鍵設備升級。在加拿大政府國家研究委員會的職權范圍內，它為學術界和光子學企業(yè)提供工程和制造服務，預計這將進一步提升加拿大作為“世界光子學領導者”的聲譽。qQgesmc

用于半導體基金的1.5億加元只是美國等待國會最終批準的520億美元半導體行業(yè)資金的一小部分。但加拿大政府表示，這一數額代表了該國對其半導體行業(yè)的“初步承諾”，其中包括100多家研究和開發(fā)微芯片的國內和國際公司、30多家應用研究實驗室和5個商業(yè)設施。qQgesmc