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美國(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室在《IEEE量子電子學(xué)期刊》發(fā)表的最新研究表明，基于III-V族半導(dǎo)體材料的光子集成電路（PIC）正在重塑AI硬件格局。這種新型光學(xué)芯片在能效和速度上全面超越傳統(tǒng)GPU，有望為從數(shù)據(jù)中心到智能系統(tǒng)的各領(lǐng)域帶來(lái)變革。 當(dāng)前AI發(fā)展面臨重大挑戰(zhàn)：依賴GPU的算力系統(tǒng)存在高能耗和擴(kuò)展性瓶頸。對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了基于光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ONN）的創(chuàng)新方案——通過(guò)光速傳輸數(shù)據(jù)的光子集成電路，相比電子分布式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）能大幅降低能量損耗。 該技術(shù)采用異質(zhì)集成工藝制造：首先在400納米厚的絕緣體上硅（SOI）晶圓制備基礎(chǔ)器件，通過(guò)選擇性生長(zhǎng)硅/鍺層形成雪崩光電二極管（APD）核心結(jié)構(gòu)，再將磷化銦等III-V族半導(dǎo)體集成到硅基平臺(tái)。關(guān)鍵創(chuàng)新在于實(shí)現(xiàn)了激光器、放大器、光電探測(cè)器等所有光學(xué)元件在單一芯片上的晶圓級(jí)集成。 測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，該光子加速器的能效密度達(dá)到其他光子平臺(tái)的290倍，是最先進(jìn)數(shù)字電子器件的140倍。這種突破性技術(shù)不僅解決了AI計(jì)算的能耗問(wèn)題，其卓越的可擴(kuò)展性更為未來(lái)智能系統(tǒng)的發(fā)展鋪平道路。 這項(xiàng)研究標(biāo)志著AI硬件進(jìn)入新紀(jì)元。隨著光子集成電路技術(shù)的成熟，數(shù)據(jù)中心將能承載更復(fù)雜的AI工作負(fù)載，同時(shí)為各行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)大算力支撐�；萜諏�(shí)驗(yàn)室的成果證明，硅光子技術(shù)正在成為下一代AI加速器的核心解決方案。 《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
