如果芯片是一座城市，会怎么运行？遍布芯片的晶体管犹如一座座工厂，导线穿梭其间，扮演城市道路的角色，运输着生产所需的资源。
然而，随着人工智能和大数据科技的发展，传统电芯片数据处理能力的局限渐显。对此，曦智科技创始人兼CEO沈亦晨打了个比方：“如果让宋朝的一个城市去承载1000万人口的日常运转，依靠当时的城市基建几乎是不可能完成的。”
光的加入，让一切有了新机。
光之于电的优势在数据传输上早已显现。光传导不产生热量，且带宽可达到电的十倍甚至百倍。沈亦晨形容道：“这样的情况就有点像给平时只有人行道的城市，装上了车行道、地铁和高架桥的系统，就可以承载更高带宽的数据搬运了。”
要提升算力和性能，除了解决数据传输，还有一个问题是计算。
作为全球首家以光计算为核心的人工智能芯片公司，曦智科技就像芯片上的“基建狂魔”，团队致力于通过光子计算芯片的设计、核心算法等技术的布局与积累，打造一套完整的光子计算生态，为云计算提供优化解决方案。
2019年，曦智发布全球首款光子芯片原型板卡，将原先占据半个实验室的整个光子计算系统集成到了常规大小的板卡上。过去两年，光子计算在全球受到了相当高的关注，技术开始产品化后，吸引了多家创业公司和英伟达、华为、英特尔等大公司入场。
先解释下，这么热门的光子计算是什么？它有何特别之处？
当下的光子计算解决方案有很多，曦智科技的光计算以“矩阵乘法”为基础，利用MZI（马赫－曾德尔干涉仪）监测通过光源的变化信号，来完成光的 MAC计算（Multiply-accumulate 乘积累加）。
光子计算原理图
MIT终身正教授、曦智科技联合创始人马林·索利亚奇（Marin Soljacic）博士结合前人研究，提出将光计算矩阵乘法运用在硬件开发的想法，当时在MIT攻读博士的沈亦晨是该项目的负责人。
团队研究证明，光计算的硬件开发完全可行，甚至在处理计算时能达到零延时、零能耗，这样的特性是新一代芯片所急需的。
传统硅基芯片以电传导为主，需要通过增大晶体管铺设面积与提升功耗来满足更高层次的计算。然而，3纳米大小的晶体管已经接近制程的物理极限，铜导线的发热问题，电子计算的耗能过高……摩尔定律失灵带来的种种影响，让硅基芯片的计算能力落后于行业爆发增长的数据处理与节能需求。
与电子计算相比，光子计算高速度、低延迟、低功耗，还不受限于制程，这完美化解了难题。沈亦晨表示：“光处理器运用光束间的干涉做线性计算，可以想象成是一个新型的工厂，计算和能耗都比电要好得多。”
同时，由于全球现有的光存储技术不太适合做信息的高速读取，曦智在存储方面沿用了电子芯片，让光和电各自发挥所擅长的功能，二者交融形成了曦智独有的光电混合芯片策略。
目前，曦智掌握了高密度光电混合芯片从设计、封装到测试的多项核心技术，已进入高速商业化阶段。下一步，曦智科技将布局光子计算在下一代服务器、金融交易、自动驾驶等场景中的应用，持续探索深度计算价值。
沈亦晨表示，除AI以外，曦智光子芯片也将与交叉学科进行多元合作。在大气、地理、新材料和药物研发等学科的前沿领域，算力更高的光电混合芯片都大有可为。
从城市间的铜导线替换为光纤，再到数据中心实现全光纤铺设，光电融合的尺度由远及近，沈亦晨表示：“接下来大家可能会看到，板卡中、计算芯片里，全尺度光电的进一步融合。”
可预见的是，未来十年，光子计算将离人们更近。曦智希望，能够把光电整合混合和集成技术带到计算行业中，让这份电光火石间的能量，革新整个计算行业的未来。
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EP08 · 曦智科技
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