成功驗證光子計算優越性，以光子技術突破集成電路產業邊界

2021年12月15日，全球領先的光子計算芯片公司曦智科技(Lightelligence)發布了其最新高性能光子計算處理器——PACE(Photonic Arithmetic Computing Engine，光子計算引擎)——單個光子芯片中集成超過10,000個光子器件，運行1GHz系統時鐘，運行特定循環神經網絡速度可達目前高端GPU的數百倍。PACE成功驗證了光子計算的優越性，是曦智科技在集成電路產業的又一重大突破。

曦智科技發布最新光子計算處理器——PACE

AI、5G、物聯網等新興領域的蓬勃發展帶動了全球數據的爆炸式增長，對算力的需求增速遠高于摩爾定律所預測的算力供給增速，傳統的電子芯片只能通過增大面積與功耗來完成更多的計算，已逐漸無法滿足日益增長的數據處理與節能要求。用光代替電解決部分計算成為了突破現有瓶頸的有效途徑，光子芯片憑借高通量、低延時、低功耗等特點，或將擁有更廣闊的市場發展空間。

基于光執行矩陣向量乘法時延極低的基本原理，曦智科技發布的最新光子計算處理器PACE通過重復矩陣乘法和巧妙利用受控噪聲組成的緊密回環來實現低延遲，從而生成了伊辛問題(Ising)和最大割/最小割問題(Max-cut/Min-cut)的高質量解決方案。

PACE包含64x64的光學矩陣，核心部分由一塊集成硅光芯片和一塊CMOS微電子芯片以3D封裝形式堆疊而成。對于每個光學矩陣乘法，輸入向量值首先從片上存儲中提取，由數模轉換器轉換為模擬值，通過電子芯片和光子芯片之間的微凸點應用于相應的光調制器，形成輸入光矢量。接著，輸入光矢量通過光矩陣傳播，產生輸出光矢量，并達到一組光電探測器陣列，從而將光強轉換為電流信號。最后，電信號通過微凸點返回到電子芯片，通過跨阻放大器和模數轉換器返回數字域。測試顯示，PACE的運算速度可達目前高端GPU的數百倍。

曦智科技創始人兼首席執行官沈亦晨博士表示：“PACE的發布具有里程碑式的意義：它成功驗證了光子計算的優越性，為集成電路產業提供了新的發展路徑。此外，它還充分展示了光子芯片與傳統電子芯片無縫協同的運作方式，而這一切要歸功于曦智科技光電封裝團隊的3D封裝創新。”

曦智科技工程副總裁Maurice Steinman 表示：“PACE已經成功驗證了我們產品路線中的光計算技術模塊。而另一重要模塊則是光互連。我們的光互連技術可用于多種傳輸介質，包括光纜，以及芯片、中介層和晶圓層面集成的波導，并提供高通量、低時延和高能效的數據傳輸和互聯。光互連和光計算的成功結合將為面向加速器、服務器和數據中心需求的高性能產品奠定堅實的基礎。

2017年，沈亦晨博士以第一作者身份在《自然–光子》期刊發表封面論文，首次將集成光子計算的新起點展示在世人面前。他同年就將科研成果帶向市場，成立曦智科技，致力于將光子學的前沿技術轉化為可落地的計算芯片解決方案，在指數級提升算力的同時，突破傳統電芯片在能耗和發熱方面的瓶頸。2019年，曦智科技發布了全球首款光子芯片原型板卡，成功將當時占據半個實驗室的整個光子計算系統集成到了常規大小的板卡上，驗證了以光子替代電子進行高性能計算的開創性想法。作為光子計算的世界級創領者，曦智科技目前在全球擁有近200名全職員工，研發人員比例超過80%，累計融資超過十億人民幣。

沈亦晨博士說道：“未來，曦智科技將通過一個高集成、低功耗、不受摩爾定律限制的平臺進一步為數據中心、云計算、金融和自動駕駛等領域提供前所未有的算力，讓世界因‘光’而不同。”

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關于曦智科技

曦智科技(Lightelligence)是全球光子計算創領者。我們秉持開放與包容的價值觀，銳意創新并勇于實干，致力于光子技術及相關商業應用開發，助力實現大數據時代算力的指數級提升。。要獲知更多信息，請訪問www.lightelligence.co。