未來(lái)產(chǎn)業(yè) | 芯片也相信“光”？專(zhuān)家熱議AI驅動(dòng)下的半導體產(chǎn)業(yè)走向

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

　　但另一面的現實(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，我國的半導體產(chǎn)業(yè)該往哪里走？

　　近日，首份光子產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)《光子時(shí)代：光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》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(xiě)下了這樣一句話(huà)：

　　“集成光路將是半導體領(lǐng)域60年一遇的‘換道超車(chē)’?！?/p>

　　就在上周，浙江杭州舉行的“西湖之光，照見(jiàn)AI ”光通訊研討會(huì )上，來(lái)自投資界和半導體產(chǎn)業(yè)的相關(guān)企業(yè)、專(zhuān)家也深入探討了在A(yíng)I驅動(dòng)下光通訊技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。

　　光互聯(lián)的新戰場(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量大約每經(jīng)過(guò)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，成本則相應降低。這一觀(guān)察曾是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金法則，推動(dòng)了數十年的技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟增長(cháng)。

　　但人工智能產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，使其對存儲和傳輸的需求呈現爆發(fā)式的增長(cháng)，當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，加之芯片的高耗能和低性能問(wèn)題日益凸顯，這些問(wèn)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，被認為是滿(mǎn)足未來(lái)算力需求的關(guān)鍵?！蔽骱髮W(xué)光電研究院副院長(cháng)李西軍在研討會(huì )上指出。

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

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

　　“用光纖取代銅線(xiàn)，把光纖通訊的方法用到了計算機之間的通訊上，能解決數據之間的傳輸的速度，同時(shí)能效也提高、能耗降低?！?李西軍解釋道。

　　在A(yíng)I時(shí)代，這種技術(shù)的重要性更是凸顯，因為只有高效的光通信能力，才能支撐起AI技術(shù)“力大磚飛”的效果。

　　這樣的趨勢之下，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、光信號調制器芯片、光傳輸芯片、光信號解調制器芯片和光探測芯片。其中激光器芯片主要用化合物半導體材料制作，其他芯片可以使用硅材料制作。不過(guò)李西軍表示，目前在光通信領(lǐng)域，光電芯片只是提升數據傳輸效率，數據的計算依然靠集成電路來(lái)完成。

　　光模塊則扮演著(zhù)光、電信號相互轉化的關(guān)鍵角色。隨著(zhù)高性能計算需求帶來(lái)算力缺口，當前800G光模塊作為高性能計算的核心網(wǎng)絡(luò )部件，率先引領(lǐng)算力基礎設施爆發(fā)。

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

　　來(lái)自浙江的光電集成服務(wù)供應商光彩芯辰通過(guò)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?！?/p>

　　“光纖上車(chē)”、“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等半導體公司的前核心高管和技術(shù)專(zhuān)家創(chuàng )立的鵬瞰半導體也進(jìn)行了項目路演。

　　鵬瞰半導體聯(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(wú)源光網(wǎng)絡(luò )）專(zhuān)利通感控一體化光總線(xiàn)技術(shù)及基于TS-PON技術(shù)開(kāi)發(fā)的SoC芯片與對應的系統和產(chǎn)品，可實(shí)現車(chē)載網(wǎng)絡(luò )、工業(yè)控制和智能機器人等領(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，參照國內寬帶網(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實(shí)?！睆埪繁硎?。

　　臨芯資本合伙人劉光軍認為當前新興技術(shù)正處于加速創(chuàng )新階段?！皫啄昵拔覀冮_(kāi)始關(guān)注硅光項目的時(shí)候，800G光模塊還很遙遠，但今年已成為算力中心的標配，目前都在積極部署1.6T，所以這個(gè)速度遠遠超出國內產(chǎn)業(yè)鏈自身的能力，這就對做芯片等硬件的公司提出了很多挑戰?！?/p>

　　半導體產(chǎn)業(yè)的新拐點(diǎn)

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

　　長(cháng)期圍繞半導體集成電路領(lǐng)域投資的臨芯投資董事長(cháng)李亞軍指出，盡管我國半導體行業(yè)在過(guò)去十年取得了顯著(zhù)的發(fā)展，但從“0～1”到“1～10”、“10～n”的轉變仍面臨諸多挑戰，行業(yè)呈現出“低端過(guò)剩，高端稀缺”的特點(diǎn)。

　　“半導體發(fā)展已經(jīng)步入深水區，需要通過(guò)并購等方式解決小企業(yè)多，高端企業(yè)稀缺的問(wèn)題?！崩顏嗆姼嬖V21世紀經(jīng)濟報道記者。

　　何時(shí)能夠出現中國的“英偉達”？這是企業(yè)和投資人都在思考的問(wèn)題。

　　李西軍認為，我國的半導體產(chǎn)業(yè)要打破技術(shù)壁壘、解決“卡脖子”問(wèn)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)運營(yíng)總監龔崢表示，該集團在培育國產(chǎn)半導體企業(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)爭取更多的市場(chǎng)份額，并在政策允許的范圍內為企業(yè)留出發(fā)展空間。徐磊認為半導體公司可以通過(guò)合作共同突破技術(shù)難題，實(shí)現事倍功半的效果。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體企業(yè)精益管理的重要性。他們表示隨著(zhù)半導體行業(yè)步入發(fā)展新階段，企業(yè)在加速創(chuàng )新驅動(dòng)自身高速發(fā)展的同時(shí)需要在研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節實(shí)施精益管理，注重細節，提高效率。

　　AI驅動(dòng)下在半導體領(lǐng)域有哪些投資機會(huì )？

　　研討會(huì )上多位投資人表示，當前對AI應用的投資會(huì )相對謹慎，會(huì )更關(guān)注上游的材料設備，關(guān)注“造工具”的企業(yè)，中長(cháng)期在工業(yè)、機器人、汽車(chē)市場(chǎng)有持續的投入。

　　現場(chǎng)也有交通銀行等金融機構出席并表示會(huì )通過(guò)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(zhuān)業(yè)的投資機構合作，通過(guò)設立產(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)項目落地。