新型光電子芯片能效和帶寬創紀錄

科技日報2025年3月25日報道，來自美國哥倫比亞大學和康奈爾大學等機構的科學家，深度融合光子技術與先進的互補金屬氧化物半導體電子技術，攜手研制出一款新型三維光電子芯片。這款芯片實現了前所未有的數據傳輸能效及帶寬密度，為研發下一代人工智能（AI）硬件奠定了堅實基礎。相關研究論文發表于新一期《自然·光子學》雜志。

研究團隊最新研制的這款三維芯片面積僅0.3平方毫米，其上集成了80個高密度的光子發射器和接收器，能提供800吉字節/秒的超高數據傳輸帶寬以及每傳輸1比特數據僅消耗120飛焦耳的卓越能效。

同時，新芯片的帶寬密度為5.3太字節/秒/平方毫米，遠超現有基準。而且，最新芯片的設計架構也與現有半導體產線高度兼容，有望實現大規模生產。

光作為一種通信媒介，能以最小的能量損失傳輸大量數據。這一特性不僅引發了基于光纖網絡傳輸數據的互聯網革命，也有可能顯著擴展計算能力。如果計算機網絡的各個節點之間能夠實現更高效的數據通信，AI技術發展的面貌有望煥然一新。

最新芯片集成了光子技術，這種超節能、高帶寬的數據通信鏈路，有望消除空間上不同計算節點之間的帶寬瓶頸，促進下一代AI計算硬件的研發，為實現更快、更高效的AI技術開辟了新途徑。此前由于能耗和數據傳輸存在延遲現象而無法實現的分布式AI架構，也將因此得以實現。

（2025年3月25日科技日報劉霞）