光子芯片就快来了吗？
近年来，光子芯片一直被看做是突破摩尔定律的重要途径之一，全球奋力押注以期尽快落地应用。
2024年2月，香港城市大学副教授王骋团队与香港中文大学研究人员合作，利用铌酸锂平台，开发出处理速度更快、能耗更低的微波光子芯片，便可运用光学进行超快模拟电子信号处理及运算。
这项成果当月被发表在了《自然》杂志，很快引发业内注意。其核心亮点在于，光子的运行速度比传统电子处理器快1000倍，且具有超宽处理带宽和极高的计算精确度，能耗也更低。
作为这项技术的关键人物，王骋站到了聚光灯下。作为铌酸锂光子芯片领域的领军人物，王骋深耕该领域已有十余年，早年于哈佛大学攻读博士期间，他便参与开发全球首个与CMOS电压兼容的铌酸锂电光调制器，也为后续研究奠定了基础。
这个“光学领域的里程碑式突破”是如何实现的，它距离大规模落地应用还遥远吗？
近期我们有幸采访到王骋教授，据其透露，目前团队已在香港和内地成立初创公司犀里光电科技，凤凰网科技独家获悉，该公司近期已完成由元禾原点投资的首轮数千万级别融资。这也意味着，这项技术距离真正落地已不再遥远。
当前，团队正在通过铌酸锂平台实现更高程度的光子系统集成，希望将光子技术尽快落地到集成芯片上，以便更快应用在实际场景中。“这种集成显著提升系统稳定性和成本效益，未来计划将更多复杂功能整合到光子芯片中。”
谈及科技创新，王骋认为，虽然从融资的角度市场热度有所下降，但政策对硬科技的支持依旧有增无减，而市场理性化趋势反而有利于聚焦技术本质。或许在未来，中国在光子芯片等领域的底层技术突破，将推动更多原创性成果转化为产业竞争力。
以下为凤凰网科技《浪潮》栏目与王骋的对话，在不改变原意的情况下，经编辑发布：以下是优化后的对话内容：
凤凰网科技：在过去这一年里，您和团队取得了哪些新进展？
王骋：这几年我们主要致力于微波光子芯片的研究。去年我们研发了一款芯片，并发表在《自然》上，这款芯片主要用于微波信号处理，像一些高速的模拟电子信号以及无线信号的处理。而今年我们刚刚发表的雷达芯片，同样属于微波光子芯片范畴，主要用于毫米波雷达。
我们之所以研究这种光电融合芯片，是因为我们想借助光技术来解决微波领域面临的问题。微波其实是一个统称，也可以理解为射频电磁波。传统上多使用微波频段，现在开始逐渐使用毫米波，甚至更高频率的太赫兹波段。在这些更高频段，用传统电子器件实现某些功能会变得愈发困难，所以我们希望利用光技术来解决这些问题，这就是我们最初的想法。
凤凰网科技：光子芯片的历史其实已经很久了鸿岳资本，您怎么选择具体的研究方向呢？
王骋：这得从我们研发的平台 —— 铌酸锂材料说起。我从读博士开始就一直研究这个材料，到现在大概有十几年了。从器件的设计、芯片加工到片上系统的应用，我们都做了大量工作。这个材料最大的优势在于能够实现非常高速的电光转换，即将电信号转换为光信号。所以我们的很多应用研究都是围绕这个特性展开的，比如早期做的用于光通信的芯片，就是将用于计算的电信号转换成光信号的电光转换芯片。
那为什么开始做微波光子呢？正如前面所说，我们可以用光的方法来解决微波的问题，而这里面一个核心问题就是如何实现光的调制，即如何把电信号转换成光信号，这样才能用光去做想做的事情。从这个材料平台出发，做微波光子芯片是一个相对自然的想法。
另外还有一个比较现实的原因，我到香港城市大学后，这边有一个非常强大的微波和毫米波团队，还有一个国家重点实验室，专门从事毫米波天线设计及相关应用研究。这里有丰富的资源，包括软件、专业人员以及硬件设备。结合这些资源，我发现这个领域在学术上很有意思，又有众多应用场景，还能充分利用我们现有的技术积累和资源，所以选择了这个方向。
凤凰网科技：在这么多应用场景中，您和团队现在在哪个场景上的探索相对更深入一些？
王骋：实际上，我们在这一领域涉及的内容非常多。很多方向都在同步推进，包括雷达、微波信号处理，还有像频谱感知，也就是希望用光的方法对频谱进行感知，以及用光的方法实现不同波段之间的变频等。从科研角度来说，我认为这些方向都很有趣，同时也有很强的应用价值。
凤凰网科技：也就是说，目前因为这个领域的范畴太广，现阶段更多的是以科研为主，可以这样理解吗？
王骋：是的，大学科研团队肯定是以前沿科学研究和技术开发为目标。不过在此基础上，我们也在做一些商业化的探索，商业化的话就需要更聚焦一些，我们会挑选 1 - 2 个目前看起来离应用最近的方向去推进，其中相对比较接近的可能是在数据中心互联领域。
这和前面讲的微波光子稍有不同。我们在光通信领域也研究很久了，主要是为数据中心提供底层硬件支撑，也就是光互联。随着 AI 大模型的出现，数据中心的规模要求越来越高，我们实际上是在为数据中心提供这种光互联的硬件支持。
凤凰网科技：在这个领域，离落地应用还远吗？
王骋：光互联一直都有应用，因为光是信号高速传输最理想的介质。以前光纤主要用在长距离传输，大概从 20 年前开始，大家发现短距离传输也可以用光纤，比如光纤到户，以及数据中心内部互联逐渐用光纤替代传统线缆。现在由于 AI 时代的到来，数据中心内部服务器之间、板和板之间的互联也开始考虑用光纤替代铜缆，这就是所谓的 “光进铜退” 概念，光互联不断深入到整个架构底层，铜缆逐渐往后退。这两个边界最终在何处，取决于性价比，也就是带宽与成本的对比，以及成本和带宽能达到的水平，这将决定边界的位置。
凤凰网科技：那目前是哪种成本优势更明显呢？
王骋：现在边界大概在服务器与服务器之间，也就是机架与机架之间基本都是光纤了。光纤也在不断发展，以前用多模光纤和 VCSEL 模块，现在逐渐使用硅光等技术。从几年前的 400G 互联，到现在的 800G，再到未来的 1.6T，服务器之间的模块速度不断提升，基本都是光的天下了。接下来大家关注的是服务器内部主板和主板之间的互联，这可能是正在发生的变化。
凤凰网科技：如果具体聚焦在这个方向上，您觉得需要核心突破的问题有哪些？
王骋：我们现在比较关注的是基于我们这个平台，做更多片上系统的研究。有一个概念叫光子集成芯片，也就是光子集成电路。我们知道电子有集成电路（IC），光子领域一直有个梦想就是实现光的集成电路，也就是 PIC（Photonic Integrated Circuit）。但到现在为止，虽然可以在大晶圆上加工，像硅光可以在 12 寸晶圆上做大规模加工，但每个芯片上往往只有一两个器件，实现简单功能。虽然成本可以做得很低，但与最初的设想还是有较大差距。
我们认为铌酸锂这个平台不仅可以实现低成本大规模加工，而且它还有一个很大优势，就是光损耗小。光损耗小就意味着可以在同一芯片上集成更多的器件，这样想象空间就很大了，不再局限于做一个简单器件，而是可以在一个较为复杂的单芯片上完成以前在光学桌上才能完成的事情。所以去年和今年的几个工作都是围绕这个想法展开的。
当然，它的复杂度距离电子芯片那种上千亿个晶体管的规模还有很大差距，毕竟光有其自身波长的限制，也有我们现有技术水平的限制。但我们希望能在一个芯片上集成更多器件，这样就可以做很多以前觉得很难做或者需要庞大系统才能完成的事情。比如去年做的微波光子信号处理，需要把微波信号转换成光信号的单元，以及做信号处理（如微分、积分）的单元，以前一般用两个不同器件或更大系统搭建，我们现在在一个芯片上完成。最近做的雷达芯片也是如此，把雷达信号产生模块和回波信号处理模块集成在同一芯片上，大大提高了系统集成度和稳定性。我前面讲到的其他工作，大的逻辑也是一样的，就是希望能把传统上用分立器件做的事情，在同一光子平台上完成。
凤凰网科技：基于您在业界的研究成果，有没有一些比较大的企业，来跟您沟通，共同去做这种落地工作。
王骋：有一些接触，但不是特别紧密。我们目前在做的事情还是比较前沿，不是一两年内就能马上应用到实际中的，但也不是遥不可及。我们现在希望做一些产业化的开拓，所以和一些下游厂商都有合作，但还没到特别紧密绑定的状态。
凤凰网科技：下游厂商，更具体地说是？比如自动驾驶类的企业吗？
王骋：这些我们都在考虑，想先做一个具有核心技术竞争力的平台。因为很多事情可以做，下游厂商可能需要先有一个平台来展示现在这些东西是能实现的。很多时候可能大家觉得这些东西还很遥远，或者他们买不到这样的东西，就没想过这方面的事情。所以我们现在更想先开发一个高性能的集成光子芯片平台，然后再和下游厂商去做一些探索和研发。自动驾驶是其中一个可能的应用场景，但其实还有别的，比如 6G 通信，6G 里面很重要的一个概念是通信感知一体化，这也是我们关注的方向。具体关键应用在哪，还需要进一步探索。
凤凰网科技：所以这个芯片或者平台的开发现在具体到了什么进展？
王骋：我们成立了一家初创公司，犀里光电科技。还参加了一些创业大赛，拿了香港区创客中国冠军、前海粤港澳大湾区创新创业大赛香港区冠军等几个奖项。首轮融资已经完成，总体上比较顺利，希望能把这件事做起来。
凤凰网科技：您是怎么考虑成立公司这件事的？
王骋：当时觉得时机比较成熟。我之前在美国时参与成立了初创公司 Hyperlight ，主要基于铌酸锂平台做电光调制器的商业化工作。18 年回国后主要做科研工作。到 24 年，我觉得现在是一个比较好的时机来做一家新公司，一方面我们正在做的东西和以前差异性足够大，另一方面也有我们自己培养的一些人才参与进来，包括我们公司的CEO张珂博士和CTO陈朝夕博士，所以我们从去年开始探索做这件事。
凤凰网科技：去年您拿青橙奖时说过一句话，希望能以您这样的创新成功案例影响更多年轻人，您怎么看待现在市场上的创新环境呢？
王骋：我个人觉得现在的创新环境还是很好的。虽然今年或者去年，大家可能觉得市场不太好，融资环境也不如之前那么热，但国家还是很支持科技发展，不管是国家层面还是地方政府层面，都有很多对创新的支持。所以我觉得在这种情况下，只要有好的东西，就能做下去。现在可能某种程度上更好，能让大家真正去找好的东西做，而不是像以前几年，无论做什么都能融到资。现在需要更静下心来寻找机会，做技术的也可以静下心来做事情，所以总体上还是好的。
另外，我们确实有很多好的东西，像今年的 DeepSeek 等一些成果，每一家公司可能有一定偶然性，但总体上说明我们现在的科技实力已经到了一个可以爆发出很多新成果的阶段鸿岳资本，不只是像以前那样做规模化或者把别人的东西拿来再做，而是真的可以做一些领跑的科技成果，所以我们已经到了这样的状态，我对此还是比较乐观的，觉得后面会有很多机会。
嘉多网提示：文章来自网络，不代表本站观点。
沪深京指数
热点资讯
