百纳米胜7纳米？中国研发光电芯片算力升3千倍：8小时高铁缩成8秒

中国近年积极投入芯片研发，突破美国的科技围堵。清华大学研究团队近日提出光电融合的全新芯片运算框架，研发出国际首个全类比光电智慧计算芯片（ACCEL）。

新华社报道，经实测，该芯片在智慧视觉目标辨识任务的算力可达目前高性能商用芯片的3,000多倍，“相当于将八小时的京广高铁缩短到了8秒钟”，为超高性能芯片的研发开辟全新路径。

清华大学电子工程系副教授方璐指出，ACCEL光学部分的加工最小线宽虽为“百纳米级”，但实验结果表明，仅采用百纳米级制程精度，就可取得比先进制程芯片大幅提升的性能。同时，其所使用的材料简单易得，造价仅为后者的几十分之一。

报道指出，近年来，国际积极投入建构新的运算架构，发展新型人工智慧运算芯片，而利用光波作为载体进行资讯处理的光计算，因高速度、低功耗等优点成为科学界研究热点。然而，计算载体从电变为光，还要取代现有电子装置实现系统级应用，面临许多难题。

为此，清华大学团队结合光计算、纯模拟电子计算等技术，突破传统芯片架构中数据转换速度、精度与功耗相互限制的实体瓶颈，提出一种全新的运算框架，可望解决大规模运算单元整合、光运算与电子讯号运算的高效介面等难题。

清华大学电子工程系副教授方璐指出，“我们是在全类比讯号下发挥光和电的优势，避免了类比-数位转换问题，突破了功耗和速度的瓶颈”。

他说明，除算力优势外，在智慧视觉目标识别任务，和无人系统场景计算中，ACCEL的系统级能效，意即单位能量可进行的运算数，经实测是现有高性能芯片的400万余倍，“这一超低功耗的优势将有助于改善限制芯片整合的芯片发热问题，有望为未来芯片设计带来突破”。

ACCEL光学部分的加工最小线宽虽为“百纳米级”，但方璐表示，实验结果表明，仅采用百纳米级制程精度，就可取得比先进制程芯片大幅提升的性能。同时，其所使用的材料简单易得，造价仅为后者的几十分之一。

清华大学资讯科学技术学院院长戴琼海则说，ACCEL未来可望在无人系统、工业检测和人工智慧大模型等方面实现应用。目前团队仅研发出特定运算功能的光电融合原理样片，极需进一步进行具备通用功能的智慧视觉运算芯片研发，以便在实际中大规模应用。