在张江的上海交通大学高等研究院,一个值得关注的消息传来——国内首个光计算产研融合平台正式启动,这就是上海市集成光计算芯片与系统重点实验室。它由上海交通大学和曦智科技联手建设,瞄准的是集成光计算芯片架构、硅光异质集成、关键器件、算子算法和应用验证这些核心方向。说白了,这是一次高校基础研究与企业工程化能力的深度握手,为硅光和光计算未来的技术攻关、成果转化、应用落地搭建了一个实体平台。
为什么要在这个时候把目光投向光计算?答案绕不开当下AI的算力焦虑。人工智能演进的速度有多快,算力需求就有多高。传统的电子计算芯片,说白了就是碰到了“功耗墙”——高性能和高耗能几乎形影不离。国际能源署的报告预测,到2030年,全球数据中心的电力消耗将逼近945太瓦时,差不多是日本全年用电的总量。这样的能耗成本,显然是制约AI往前走的硬伤。
那么,怎么绕开这堵墙?硅光被很多人视为一条碘伏性的技术路径。简单来说,它分光互连、光计算、光传感三个领域,把集成电路的超大规模、超高精度、低制造成本,和光子技术的超高速率、超低功耗、高抗干扰能力结合在一起。这种组合拳,确实让人看到了“后摩尔时代”集成电路产业的新可能。
从上海市科委的布局来看,围绕光计算已经做了不少铺垫。前沿技术层面,通过战略前沿专项和“探索者计划”等渠道,支持光计算新架构、集成工艺、算子算法的攻关;平台层面,推动了市重点实验室、硅光概念验证平台这类创新载体建设;生态层面,则推动高校、企业、应用方和资本加强合作,形成项目、平台、场景、资本一体化的支持机制。

曦智科技光互连光交换技术的展示方案
而昨天启动的这家实验室,正是这盘棋中一个关键的落子。实验室主任、上海交通大学特聘教授邹卫文说得直接:集成光计算虽然是算力突破的重要路径,有大带宽、低时延、低功耗这些优势,但理论性能要变成现实,得先啃下两块硬骨头。第一个是物理层——损耗、规模、精度这三个指标,你提升一个,另外两个就可能恶化。这是光计算从实验室走向商用的物理瓶颈。第二个是算子层——算子说白了就是芯片内置、硬件直接加速的基础计算工具。目前光计算领域里,大量算子还没开发出来,导致计算过程中很多时间浪费在数据搬运和等待上,算力利用率自然上不去。
面对这些问题,上海交大和曦智科技选择“强强联合”。交大有多学科交叉的基础、先进的科研平台和完整的培养体系,为实验室提供全方位的支撑。曦智科技则是全球光电混合算力的头部企业,工程实现和产业转化能力相当出色,已经建成了全球最大规模的光子矩阵,在复杂商业化模型里实现了光计算的应用。
这家实验室未来的目标很清晰:一是创新光计算芯片架构与关键集成器件库,打破损耗、规模、精度的制约;二是构建算子算法软硬件体系,让人工智能、科学计算、信号处理这些领域真正受益。此外,团队还计划搭建一个“政—资—产—研”交流合作的平台,争取成为产研融合的范本,为上海的国际科创中心建设出一份力。
