近日，我國芯片產(chǎn)業(yè)基礎研究有新進展了！新的芯片算力達到目前高性能商用芯片的三千余倍。

另外，光電融合的新型架構還可以促進量子計算、存內(nèi)計算等技術與當前電子信息系統(tǒng)的融合。

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據(jù)了解，由清華大學信息科學技術學院院長戴瓊海院士領銜的研究團隊突破傳統(tǒng)芯片的物理瓶頸，創(chuàng)造性提出光電融合的全新計算框架，并研制出國際首個全模擬光電智能計算芯片（ACCEL）。該成果近日發(fā)表在《自然》雜志上。

據(jù)團隊介紹，實測結果顯示，該芯片在智能視覺目標識別任務方面的算力可超過目前高性能商用芯片3000倍，為超高性能芯片的研發(fā)開辟全新路徑。

該芯片系統(tǒng)效能和運算速度分別比最先進的計算處理器高出三個和一個數(shù)量級，其中運算功能可實現(xiàn)99%以上由光學實現(xiàn)，為超高性能芯片研發(fā)開辟了全新路徑。該成果使深度學習可以突破傳統(tǒng)數(shù)字計算單元能耗和計算速度的限制。未來有望在可穿戴設備、自動駕駛和工業(yè)檢測等領域實現(xiàn)廣泛應用。

除了算力之外，在智能視覺目標識別任務和無人系統(tǒng)等場景計算中，ACCEL的系統(tǒng)級能效經(jīng)實測是現(xiàn)有高性能芯片的400萬余倍，系統(tǒng)級能效指的是單位能量可進行的運算數(shù)。

據(jù)介紹，ACCEL光學部分的加工最小線寬為百納米級。研究團隊表示，實驗結果表明，僅采用百納米級工藝精度，就可取得比先進制程芯片大幅提升的性能。這意味著這種芯片的生產(chǎn)制造有望擺脫對傳統(tǒng)先進半導體制造所需的***的依賴。

近年來，如何構建新的計算架構，發(fā)展新型人工智能計算芯片，是國際關注的前沿熱點。利用光波作為載體進行信息處理的光計算，因高速度、低功耗等優(yōu)點成為科學界研究熱點。然而，計算載體從電變?yōu)楣?，還要替代現(xiàn)有電子器件實現(xiàn)系統(tǒng)級應用，面臨諸多難題。

戴瓊海院士團隊結合光計算、純模擬電子計算等技術，突破傳統(tǒng)芯片架構中數(shù)據(jù)轉換速度、精度與功耗相互制約的物理瓶頸，提出一種全新的計算框架，有望解決大規(guī)模計算單元集成、光計算與電子信號計算的高效接口等國際性難題。戴瓊海表示，ACCEL未來有望在無人系統(tǒng)、工業(yè)檢測和人工智能大模型等方面實現(xiàn)應用。但目前團隊僅研制出特定計算功能的光電融合原理樣片，這說明這種芯片還只是一個原型，尚無法投入使用，亟需進一步開展具備通用功能的智能視覺計算芯片研發(fā)，以便在實際中大范圍應用。

據(jù)悉，這項研究成果有望推動光計算芯片替代目前的電芯片，在某些場景下，光計算性能遠強于電計算。現(xiàn)在中國前沿布局光芯片期望代替電芯片，有望通過不同的技術路徑實現(xiàn)彎道超車。從光計算芯片的制造工藝來看，也可以擺脫對***的依賴。

編輯：黃飛