小身材大智慧,光子晶片成下一風口,中國有望「彎道超車」?
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隨著更快、更強大、效能更高的光子晶片的問世,光子通信與光子信號處理將會出現翻天覆地的變革。
目前,我國對傳統集成電路「彎道超車」的希望被放在了光子集成晶片上,如何實現從「跟跑者」向「領跑者」的轉變?一起來了解 !
▎未來屬於光子晶片 公司紛紛加入戰局
眾所周知,在過去的幾十年里,計算機行業的發展始終遵循著「摩爾定律」。
不過,隨著晶片技術的不斷發展,「摩爾定律」也逐漸遇到了物理法則的限制,自進入 21 世紀以來,出現了「放緩」的跡象。
目前,電晶體的體積已經達到納米級別,繼續縮小的可能性正逐漸變小,「摩爾定律」所預言的發展軌跡似乎已逼近極限。
而與微電子技術發展並行的另一門高新技術——光電子技術,卻在實現集成光子迴路、互聯光路、光計算等功能方面顯現出巨大的潛力和優勢,很有可能是取代「集成電路」的新一代信息技術的重要支柱。
近年來,科學家們在光子晶片研究中的突破也證實了這一方案的可行性。
此前,來自美國的研究團隊曾開發出全球首款利用雷射來進行數據傳輸的光子晶片。
該款晶片每平方毫米的信息處理速度達 300Gbps,比現有標準處理器快 10 倍。
這表明,光子晶片在提升計算機運算速率上具有巨大的潛力。
不少公司抓住這個轉變的機遇,紛紛加入新技術研發的「戰局」。
如英國公司 Optalysys 正研發基於光子技術的、專用於處理基因組數據的高性能電腦;而法國公司 LightOn 則致力於開發以雷射技術為基礎的數據處理系統。
▎突破技術壁壘 強大光子晶片將問世
相對於依賴電子進行數據傳輸的集成電路,光子集成電路的技術難點在於如何對光傳播這一過程進行有效地控制,而一直以來這都是讓研究團隊頭疼的問題。
不過,這一技術壁壘近日終於被打破了。
哥倫比亞大學應用物理系助理教授虞南方(Nanfang Yu)博士率領的研究團隊,利用納米天線,成功地發明了一種能夠在狹窄路徑,或者所謂的「波導」中,對光線傳播進行高效控制的新途徑,攻克了光線控制的難題,這意味著更強大的光子晶片即將問世。
隨著更快、更強大、效能更高的光子晶片的問世,光子通信與光子信號處理將會出現翻天覆地的變革。
▎小身材大智慧 我國有望彎道超車
作為物理層面上速度最快的粒子,光子晶片構建的光計算系統,運算速度快、信息失真小、消耗能量低。
理論上,光學計算機可以在啟動的一瞬間完成所有信息處理,可對高複雜度、大數據量的計算實時並行處理。
因此,以「光子晶片」取代傳統的「電子晶片」未來有廣泛的應用前景。
一方面,「光子晶片」對於降低能耗、減少污染有很大幫助;另一方面,由於光子傳播速度遠遠超出電子,也會滿足用戶對於電子產品運行速度、待機時間等方面的需求。
未來,光子晶片還將用於軍事通信加密、軍用新材料和非傳統武器的開發,對軍事變革和社會發展產生強有力的助推。
目前,我國對傳統集成電路「彎道超車」的希望被放在了光子集成晶片上。
據新華網報導,我國自主研發的光子集成晶片已掌握核心技術,部分實現在世界上從「跟跑者」向「領跑者」轉變。
成立於2014年的奇芯光電,專業從事PIC(光電子集成電路)晶片、器件、模塊及子系統的研發。
目前,奇芯光電研製的光子集成晶片已進入測試階段,投產後將廣泛應用於光電子信息行業。
在國家大力支持和發展「網際網路+」、物聯網背景下,光電子集成已成為大資訊時代的核心產業。
光電子集成在現代生活中已擁有不可或缺的地位,它的應用已經與我們的日常生活緊緊相連,成為智能電網、智能交通、衛星導航、工業控制、金融電子、汽車電子、醫療電子等傳統產業創新發展的驅動引擎。
▎華夏幸福助力集成電路產業發展
集成電路被譽為電子信息產業「皇冠上的明珠」,是一個國家電子信息產業的基石。
在「中國製造2025」等政策利好,以及光電新技術的推動下,中國集成電路產業備受關注,迎來前所未有的發展機遇。
作為中國領先的產業新城運營商,華夏幸福也將集成電路列入重點關注和發展的產業。
2016年11月,華夏幸福與安徽舒城縣政府展開合作,聯手打造舒城產業新城,將重點發展集成電路、精密電子等產業。
目前,已經引入凱世通半導體和AT半導體等行業龍頭。
隨著這些優質項目落地,產業集群帶動效應更加明顯,將推動產業創新升級和區域經濟可持續發展。
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