光本位科技推出玻璃光计算芯片,算力有望突破传统AI推理芯片千倍门槛

2026-01-11 16:40:24
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光本位科技推出玻璃光计算芯片,算力有望突破传统AI推理芯片千倍门槛

1月4日,光本位科技正式宣布,其正在采用玻璃替代传统硅材料作为衬底,研发新一代玻璃光计算芯片。公司联合创始人程唐盛指出,这一创新有望让AI计算摆脱对先进制程的依赖,并突破高算力与高能耗之间的固有矛盾,从而迈入“千POPS级算力”和“千TOPS/W能效比”的新时代。

2025年12月,在沙特工业转型展上,沙特工业部部长班达尔•胡莱夫对光本位科技的玻璃光计算芯片给予高度评价,并认为其代表了AI计算的未来方向。此外,部长还邀请公司联合创始人熊胤江进行闭门交流,探讨未来多维度的合作可能。此次会议吸引了包括埃及阿尔马斯里报、美联社、NBC、雅虎财经、晨星、英国AI杂志及多家科技媒体在内的700余家海外媒体关注。

值得注意的是,在多数初创企业仍面临融资难题的背景下,光本位科技在成立三年内已顺利完成五轮融资,吸引了包括头部VC机构、国内互联网巨头以及上海、苏州两地国资基金在内的多方资本。

聚焦AI推理市场,抢占未来高能效赛道

光本位科技研发的光计算产品主要面向AI推理场景。据预测,到2030年,AI推理将占据整体AI计算量的75%,市场规模可达2550亿美元。当前,推理市场主要由ASIC芯片主导,而GPU在能效比方面并无明显优势。

除了玻璃光计算芯片,光本位科技还提出基于该技术构建下一代全光计算系统,使整个AI计算任务均在光域内完成,从而突破算力、能效比和计算效率的多重瓶颈。巧合的是,上海交通大学近期也在全光计算芯片领域取得关键技术突破。产业与学术的双重推动,正逐步揭示一个关键问题:AI计算是否正在迈向“全光时代”,并引发一场类比“新能源汽车革命”的全球AI计算格局重构?

1400倍算力,200倍能效比,存储能力达6.5亿计算单元

在过去的光计算芯片开发中,硅基平台因其与CMOS工艺的高度兼容性被广泛采用。但硅材料在调制性能上的限制,使得芯片矩阵规模从64×64扩展至128×128耗时长达三年。光本位科技通过将相变材料与硅光异质集成,成功打破了这一瓶颈。

程唐盛在牛津大学期间曾参与新型相变材料的开发,并推动其在光芯片中实现大规模集成。他认为,玻璃作为衬底材料,具有平整性高、热稳定性强、宽光谱透明、与光波导工艺兼容等优势,被认为是替代硅中介层和有机基板的优选材料。目前,国际科技巨头也纷纷采用玻璃技术提升产品性能。

受限于现有光刻设备的最大光罩尺寸,当前硅光平台下可设计的光计算芯片最大为32mm×25mm,进一步扩大面积将显著增加设计与制造的复杂性。而玻璃衬底结合纳米压印技术,不仅突破了硅光平台的曝光尺寸限制,还能容纳更多计算单元,从而大幅提升单颗芯片的算力。

程唐盛介绍,200mm×200mm尺寸的玻璃光计算芯片算力可达2600POPS,分别是ASIC芯片的1400倍和GPU的1300倍。根据工艺发展趋势,芯片尺寸还有数倍扩展空间。

能效比突破千TOPS/W,内存瓶颈同步解决

在能效方面,光本位科技通过利用相变材料的非易失性,使芯片实现零静态功耗,仅需一次电驱动即可完成完整AI计算任务。同时,玻璃材料的低非线性光学效应显著降低了波导传播损耗,使芯片设计中可采用低功耗激光器。

玻璃在介电损耗、透光率、热稳定性等方面的综合优势,也进一步优化了整体功耗。程唐盛预测,200mm×200mm玻璃光计算芯片的能效比将超过1000TOPS/W,是当前ASIC芯片的200倍以上。

此外,玻璃光计算芯片还可破解AI大模型面临的内存墙问题。通过相变材料实现的存算一体化,计算单元即为存储单元,能存储AI模型参数,从而打破冯·诺依曼架构的限制。200mm×200mm芯片最多可存储6.5亿个计算单元,每个token均以光速完成计算,无需频繁读取参数,且无静态功耗。

玻璃光计算:全光计算的理想路径?

程唐盛透露,光本位科技已完成玻璃上光波导等光学器件的制备工艺验证,波导损耗优化至低于硅光平台水平。公司还同步推进大规模阵列样品制备、相变材料工艺优化,并构建起完整的产业链协同体系。

其终极目标是将玻璃光计算芯片封装为高性能全光计算系统,争取下一代AI计算技术标准的主导权。所谓全光计算系统,即光信号在光域内部完成多次计算与动态暂存,不再局限于“单个计算核心”模式,而是一个可以直接运行完整AI模型的平台。

全光计算:突破能耗瓶颈的关键

全光计算已成为全球学术界与产业界的共同方向。其核心价值在于突破电计算的能耗与散热瓶颈,实现超高算力与超低能耗并存。

在玻璃光计算出现前,全光计算主要有两种技术路径:一种是基于光学逻辑门实现类似晶体管的“与或非”运算,但这需要三五族材料平台,难以实现高密度集成;另一种是利用光学干涉、折射、衍射等特性实现感存算一体,但因参数不可实时调整,应用受限。

相比之下,玻璃光计算芯片具有更强的灵活性和适应性,其计算核心参数可根据不同模型和场景实时调整,应用场景更广。此外,玻璃的热膨胀系数低、平整性好,便于将不同材料平台的芯片集成,为实现全光计算提供了更可行的路径。

未来愿景:构建全栈光计算生态

程唐盛认为,玻璃光计算芯片将重塑当前“电主光辅”的光计算架构,推动“光电融合、以光为主”甚至“全光”计算集群的形成。光本位科技的长远目标是打造覆盖各类用户需求的全栈光计算解决方案。

  • 面向C端用户,提供50P+算力的玻璃光计算盒子,相当于一个家用小型数据中心,可用于人形机器人等设备。
  • 面向大模型公司,推出500P+算力的“光算+光连”方案。
  • 面向政府或大型企业,则提供“光算+光连+光传”方案,建设5000P+算力的大型数据中心。

随着玻璃光计算技术的不断成熟,中国企业有望在全球AI计算格局重构中占据重要位置,引领一场与“新能源汽车革命”相媲美的科技产业变革。

稿源:美通社

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