未來產(chǎn)業(yè) | 芯片也相信“光”？專家熱議AI驅(qū)動(dòng)下的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)走向

　在人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，算力的需求呈現(xiàn)出爆炸性增長(zhǎng)。

　　但另一面的現(xiàn)實(shí)是：電子芯片摩爾定律接近失效、高耗能、低性能情況越發(fā)突出的力不從心。

　　在這樣的局面下，我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)該往哪里走？

　　近日，首份光子產(chǎn)業(yè)白皮書《光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》在2023全球硬科技創(chuàng)新大會(huì)上發(fā)布。前言的最后一段，寫下了這樣一句話：

　　“集成光路將是半導(dǎo)體領(lǐng)域60年一遇的‘換道超車’。”

　　就在上周，浙江杭州舉行的“西湖之光，照見AI ”光通訊研討會(huì)上，來自投資界和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)、專家也深入探討了在AI驅(qū)動(dòng)下光通訊技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　光互聯(lián)的新戰(zhàn)場(chǎng)

　　摩爾定律，由英特爾的創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出，描述了集成電路上可容納的晶體管數(shù)量大約每經(jīng)過18個(gè)月到24個(gè)月便會(huì)增加一倍，同時(shí)性能提升一倍，成本則相應(yīng)降低。這一觀察曾是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金法則，推動(dòng)了數(shù)十年的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

　　但人工智能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，使其對(duì)存儲(chǔ)和傳輸?shù)男枨蟪尸F(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，當(dāng)前晶體管尺寸已接近物理極限，摩爾定律的失效成為業(yè)界共識(shí)，加之芯片的高耗能和低性能問題日益凸顯，這些問題共同指向了一個(gè)迫切的需求——尋找新的技術(shù)突破。

　　這樣的背景之下，光通信技術(shù)被寄予厚望。

　　“技術(shù)創(chuàng)新，尤其是在硅光技術(shù)和光電一體化領(lǐng)域的突破，被認(rèn)為是滿足未來算力需求的關(guān)鍵。”西湖大學(xué)光電研究院副院長(zhǎng)李西軍在研討會(huì)上指出。

　　光信號(hào)在光纖中的傳輸速度快、能耗低。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，光纖相比銅纜，每個(gè)端口可減少大約80%的電力消耗，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的光連接比例將超過70%甚至100%。

　　21世紀(jì)以來，光子芯片經(jīng)歷了從單元器件到規(guī)?；傻娘w速發(fā)展，在超高速通信、高性能計(jì)算、大容量光互連和高精度光學(xué)傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)。

　　“用光纖取代銅線，把光纖通訊的方法用到了計(jì)算機(jī)之間的通訊上，能解決數(shù)據(jù)之間的傳輸?shù)乃俣龋瑫r(shí)能效也提高、能耗降低?！?李西軍解釋道。

　　在AI時(shí)代，這種技術(shù)的重要性更是凸顯，因?yàn)橹挥懈咝У墓馔ㄐ拍芰Γ拍苤纹餉I技術(shù)“力大磚飛”的效果。

　　這樣的趨勢(shì)之下，光互連模組和光電芯片得到投資界的關(guān)注。

　　在光通信領(lǐng)域，光電芯片主要包括激光器芯片、光信號(hào)調(diào)制器芯片、光傳輸芯片、光信號(hào)解調(diào)制器芯片和光探測(cè)芯片。其中激光器芯片主要用化合物半導(dǎo)體材料制作，其他芯片可以使用硅材料制作。不過李西軍表示，目前在光通信領(lǐng)域，光電芯片只是提升數(shù)據(jù)傳輸效率，數(shù)據(jù)的計(jì)算依然靠集成電路來完成。

　　光模塊則扮演著光、電信號(hào)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵角色。隨著高性能計(jì)算需求帶來算力缺口，當(dāng)前800G光模塊作為高性能計(jì)算的核心網(wǎng)絡(luò)部件，率先引領(lǐng)算力基礎(chǔ)設(shè)施爆發(fā)。

　　據(jù)LightCounting數(shù)據(jù)，2022年全球光模塊企業(yè)TOP10中，中國(guó)企業(yè)已占據(jù)7席，其中中際旭創(chuàng)等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)800G高速光模塊批量出貨。

　　來自浙江的光電集成服務(wù)供應(yīng)商光彩芯辰通過收購以色列公司Colorchip，掌握了玻璃基SystemOnGlassTM（SOG）等技術(shù)工藝。光彩芯辰首席財(cái)務(wù)官徐磊介紹：“在200G、400G、800G的光模塊產(chǎn)品迭代和集成化技術(shù)的追求上，我們具備玻璃基集成化、小型化的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

　　“光纖上車”、“光進(jìn)銅退”等概念也成為業(yè)界討論的焦點(diǎn)。研討會(huì)上，一家由Marvell、Realtek等半導(dǎo)體公司的前核心高管和技術(shù)專家創(chuàng)立的鵬瞰半導(dǎo)體也進(jìn)行了項(xiàng)目路演。

　　鵬瞰半導(dǎo)體聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO張路介紹，該公司推出的TS-PON（時(shí)間敏感無源光網(wǎng)絡(luò)）專利通感控一體化光總線技術(shù)及基于TS-PON技術(shù)開發(fā)的SoC芯片與對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)車載網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制和智能機(jī)器人等領(lǐng)域的全光互聯(lián)。

　　“以太網(wǎng)等銅纜通信技術(shù)會(huì)遇到瓶頸，參照國(guó)內(nèi)寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展脈絡(luò)，基于PON技術(shù)的光纖通信取代銅纜通信已成為現(xiàn)實(shí)?！睆埪繁硎?。

　　臨芯資本合伙人劉光軍認(rèn)為當(dāng)前新興技術(shù)正處于加速創(chuàng)新階段?！皫啄昵拔覀冮_始關(guān)注硅光項(xiàng)目的時(shí)候，800G光模塊還很遙遠(yuǎn)，但今年已成為算力中心的標(biāo)配，目前都在積極部署1.6T，所以這個(gè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈自身的能力，這就對(duì)做芯片等硬件的公司提出了很多挑戰(zhàn)。”

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新拐點(diǎn)

　　中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于一個(gè)新的發(fā)展拐點(diǎn)。

　　長(zhǎng)期圍繞半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域投資的臨芯投資董事長(zhǎng)李亞軍指出，盡管我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在過去十年取得了顯著的發(fā)展，但從“0～1”到“1～10”、“10～n”的轉(zhuǎn)變?nèi)悦媾R諸多挑戰(zhàn)，行業(yè)呈現(xiàn)出“低端過剩，高端稀缺”的特點(diǎn)。

　　“半導(dǎo)體發(fā)展已經(jīng)步入深水區(qū)，需要通過并購等方式解決小企業(yè)多，高端企業(yè)稀缺的問題?！崩顏嗆姼嬖V21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者。

　　何時(shí)能夠出現(xiàn)中國(guó)的“英偉達(dá)”？這是企業(yè)和投資人都在思考的問題。

　　李西軍認(rèn)為，我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要打破技術(shù)壁壘、解決“卡脖子”問題就需要企業(yè)進(jìn)一步提高研發(fā)能力和人才投入。

　　移動(dòng)杭州研究院生態(tài)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)龔崢表示，該集團(tuán)在培育國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)時(shí)，會(huì)從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，幫助企業(yè)爭(zhēng)取更多的市場(chǎng)份額，并在政策允許的范圍內(nèi)為企業(yè)留出發(fā)展空間。徐磊認(rèn)為半導(dǎo)體公司可以通過合作共同突破技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)事倍功半的效果。這種合作不僅可以降低研發(fā)成本，還可以加速技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。

　　在成本控制方面，多位投資人都提醒半導(dǎo)體企業(yè)精益管理的重要性。他們表示隨著半導(dǎo)體行業(yè)步入發(fā)展新階段，企業(yè)在加速創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)自身高速發(fā)展的同時(shí)需要在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施精益管理，注重細(xì)節(jié)，提高效率。

　　AI驅(qū)動(dòng)下在半導(dǎo)體領(lǐng)域有哪些投資機(jī)會(huì)？

　　研討會(huì)上多位投資人表示，當(dāng)前對(duì)AI應(yīng)用的投資會(huì)相對(duì)謹(jǐn)慎，會(huì)更關(guān)注上游的材料設(shè)備，關(guān)注“造工具”的企業(yè)，中長(zhǎng)期在工業(yè)、機(jī)器人、汽車市場(chǎng)有持續(xù)的投入。

　　現(xiàn)場(chǎng)也有交通銀行等金融機(jī)構(gòu)出席并表示會(huì)通過如提供股債代投的綜合金融服務(wù)等，支持科創(chuàng)企業(yè)全生命周期的發(fā)展。杭州上城資本私募基金管理有限公司總經(jīng)理馬挺表示, 會(huì)找到如臨芯資本這樣專業(yè)的投資機(jī)構(gòu)合作，通過設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與資本的有效聯(lián)接，促進(jìn)重點(diǎn)項(xiàng)目落地。