光子芯片能代替电子芯片吗

1. 光子芯片能代替电子芯片吗

光子芯片和传统电子芯片的区别在于计算的介质不同。
高端的电子芯片需要使用高精度EUV光刻机，在硅晶圆上刻出芯片线路，还要集成上百亿的晶体管。
而光子芯片是使用光波来作为信息传输和数据运算的载体，因此不需要高精度的光刻机，我国目前现有的光刻机水平也能满足基本需求。
光子芯片所采用的砷（shen）化镓（jia）、磷化铟（yin）等材料，可以让光子芯片拥有更高速的数据传输和数据处理能力，且拥有更低的功耗，可以有效解决目前电子设备续航差的问题。

中国光子芯片目前发展：
因为我国目前急需在芯片领域摆脱对西方国家的依赖，除了在传统电子芯片领域继续深挖，同时也在开辟光子芯片这种新道路来实现弯道超车，北京和上海已经围绕光子芯片出台了相关的激励政策，现在已经有不少企业开始入驻光子芯片领域。

2. 光子芯片能代替电子芯片吗

亲，光子芯片能代替电子芯片吗 回答如下：不能的亲。光子芯片取代电子芯片是不可能的。因为数据的输入和结果的输出都是需要将电子信号转化为光信号或者光信号转化为电子信号。尽管，现阶段光子芯片不可能替代电子芯片，但光子芯片拥有更高的计算速度、更低的功耗及时延，且不易受到温度、电磁场和噪声变化的影响。【摘要】
光子芯片能代替电子芯片吗【提问】
亲，光子芯片能代替电子芯片吗 回答如下：不能的亲。光子芯片取代电子芯片是不可能的。因为数据的输入和结果的输出都是需要将电子信号转化为光信号或者光信号转化为电子信号。尽管，现阶段光子芯片不可能替代电子芯片，但光子芯片拥有更高的计算速度、更低的功耗及时延，且不易受到温度、电磁场和噪声变化的影响。【回答】
光芯片与电芯片的性能相比，可以把光子芯片理解为电子芯片的“高速公路”，它帮助电子芯片分担包括线性计算、数据传输、内存读取等在内的这些相对耗时的操作。自从1958年仙童半导体公司发明集成电路后，以硅为基础的电子芯片已经发展了几十年。如今，电子芯片的承载能力已经逼近了物理理论的极限。光子芯片的出现，被看作突破摩尔定律的有效途径之一。光子计算芯片通常由一个电子芯片部分和光子传输部分来组成，电子芯片负责逻辑运算，读取传输由光波导来实现。尽管光子芯片的优势明显，目前在芯片领域，电子芯片仍占据主导地位。特别是存储领域，仍是电存储芯片的天下，光存储还未实现量产突破。在传输相关领域，如光通讯上，光子芯片已经被大量使用，占主要地位。在逻辑运算领域，未来的趋势是光电集成的结合，还需要很长一段时间逐步替代，才能实现全光计算。总体来说，目前只在个别计算和传输领域，光子芯片可以取代电子芯片的地位。【回答】

3. 光子芯片的我国产业

 带来照明革命的LED芯片在大连光产业园正式投产。从此，我国将拥有“大连制造”的LED芯片。中国最新一代“光芯”——路美芯片在有“北方明珠”美称的大连问世，从而实现了中国高品位半导体发光芯片的规模化生产零的突破，大连将会因此成为中国乃至世界著名的芯片制造中心和中国半导体照明工程的重要基地。光子芯片运用的是半导体发光技术，发光现象属半导体中的直接发光。光子芯片产品将完全改变人们对现有的各种各样“灯”的概念，这种全新意义的照明将逐步替代白炽灯和荧光灯，让灯泡、灯管、钨丝等名词逐渐消失，这将给人类照明史带来继爱迪生发明电灯之后的又一次革命。全球的耗电量为三千亿度，如果改用光子芯片照明，每年将省电两千七百亿度，并降低污染，因此有人将这种照明称为“绿色节能照明”。代表着世界光子芯片前沿产业动态和国际先进水平的“路美芯片”之所以能够出现在大连，是由于在城市建设亮化方面一直走在国内前列的大连市及时果断地跟踪国际光电子产业发展前沿，并积极配合国家科技部紧急启动的“国家半导体照明工程”战略决策，结合大连路明集团在发光材料方面的技术优势、产业基础和市场体系，审时度势于设立了“大连光产业园”，将半导体照明产业确定为其主导产业并制定了详实的产业发展规划，决心承担国家半导体照明基地的建设，并于九月投资一点五亿美元成立了大连路美芯片科技有限公司。经过半年的努力，首期一座两万平米的现代化厂房拔地而起，“路美芯片”在大连光产业园正式投产，其半导体发光芯片及器件封装技术和产业化程度在国内居于首位、全球排名第四。该项目填补了国家蓝绿发光二极管产业化空白，计划在一年内达到年产超亮蓝绿光二极管芯片六亿只的生产能力，从而推动中国整个半导体照明产业快速发展，“中国光芯”开始在“北方明珠”大连大放光华。 令路美芯片在世界发光材料行业称王的，是其发明的蓄光、发光材料及应用技术，并拥有国内外60多项专利。这系列技术已扶持起国内外的300多家企业，每年创造出十几亿元的产值。而路明的主打产品--光子芯片，只是一块针尖大小的薄片，通上电源即可发出明亮的各色光芒。这种高新技术产品采用了光子芯片和路明的发光材料技术，如用作光源，同样亮度的光子芯片的耗电量仅为普通白帜灯的1/10，而寿命则可延长100倍。全球每年的耗电总量为3000亿度，如改用光子芯片照明，每年将省电2700亿度，并降低污染。大连市政府十分重视及支持光电子产业的建设，已有30多家企业与光产业园达成了合作意向，一部分将用在园区内破土动工。 据测算，一元钱的光子芯片可以创造出30元至50元的产值，而其他与光子芯片及相关技术沾光的上、下游产业也将集合起来，形成一个市场潜力巨大的“光谷”。

4. 什么是光子芯片

光子就是利用光波作为媒介，进行信息传输和处理。研究人员将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中。当给磷化铟施加电压的时候，光进入硅片的波导，产生持续的激光束，这种激光束可驱动其他的硅光子器件。这种基于硅片的激光技术可使光子学更广泛地应用于计算机中，因为采用大规模硅基制造技术能够大幅度降低成本。英特尔认为，尽管该技术离商品化仍有很长距离，但相信未来数十个、甚至数百个混合硅激光器会和其它硅光子学部件一起，被集成到单一硅基芯片上去。这是开始低成本大批量生产高集成度硅光子芯片的标志。

5. 什么是光子芯片

研究人员将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中。当给磷化铟施加电压的时候，光进入硅片的波导，产生持续的激光束，这种激光束可驱动其他的硅光子器件。
这种基于硅片的激光技术可使光子学更广泛地应用于计算机中，因为采用大规模硅基制造技术能够大幅度降低成本。 英特尔认为，尽管该技术离商品化仍有很长距离，但相信未来数十个、甚至数百个混合硅激光器会和其它硅光子学部件一起，被集成到单一硅基芯片上去。这是开始低成本大批量生产高集成度硅光子芯片的标志。

光子芯片的展望
高速数据处理和传输构成了现代计算系统的两大支柱，而光子芯片将信息和传输和计算提供一个重要的连接平台，可以大幅降低信息连接所需的成本、复杂性和功率损耗。随着硅基光电子学和半导体加工技术的不断发展，光子和电子混合集成的光电子芯片还可以进一步的提升器件性能并降低成本，以满足不断增长的高带宽互连的需要。

6. 光子芯片是什么？未来会取代电子芯片吗？

顾名思义，光子芯片是以光为媒介，用光波（电磁波）来传递信息的芯片。
  
 
  
  
 光子芯片听起来也颇为前沿，有点站在技术之巅内味儿~ 但事实上光子芯片与电子芯片一样，早在上世纪八十年代就已经诞生了，虽然是电子芯片的孪生兄弟，光子芯片其实比电子芯片拥有更高的天赋。
  
 
  
  
 相比使用电子传递信息的一般意义上的芯片，用“光” 传递信息的光子芯片，理论上信息传输速度会更快，传播距离也更远，衰减程度也更低，也不用担心芯片发热之类的问题，看起来光子芯片似乎是比电子芯片更优的选择。
  
 
  
  
 但事实上在这兄弟俩的成长过程中，看起来“天资平平”的电子芯片却发展得更为顺利，在众多因素的加持下甚至比“天赋树”点满的光子芯片更为亮眼。
  
 
  
  
 这一切都要从芯片的基本组成部分——晶体管（MOSFET或者FinFET）说起。晶体管是一种电控开关，它能很方便的用一个或者多个电压信号产生另一个信号，这样就组成了千变万化的模拟、数字电路。电晶体管的技术已趋于成熟，但光子芯片就像是武侠小说的主角还没找到世外高人的阶段，“光子开关”总是遇到各种各样的问题，要么输出信号的波长总是比输入波长长，难以控制线路中的下一个开关；要么是光开关设计尺寸只能维持在微米级，实现高速传输的前提只能是以体积为代价。
  
 
  
  
 科学家们也有一直尝试帮助光子芯片，希望做出能够实现电晶体管功能的可替代的光晶体管，但仍一筹莫展。
  
 
  
  
 光子芯片此刻已经在掐人中：果然天才都是孤独的吗？给了我这么好的天赋，却没有用武之地，请问可以和我兄弟电子芯片互换人生吗？
  
 
  
  
 之后，随着芯片设计理论的发展，以及以EDA为基础，基于IP的芯片设计方法的兴起，电子芯片可以说是“只要钱到位，没有做不到，只有想不到”。
  
 
  
  
 即使是现在，我们看到的依然是互联网信息先以光为媒沿着光纤网络传播到每家每户，再转换为电信号进入路由器或计算机。不是不用光子芯片，而是使用电子芯片的效益更高
  
 
  
  
 电晶体管凭借能够随着制程的推进不断微缩的能力，走出了一条极具经济效益的“摩尔定律”道路来，而光晶体管却碍于波长限制，寸步难行。
  
 
  
  
 不过，近些年随着芯片工艺制程已经接近物理极限，部分芯片厂商为了增加自家卖点重新为工艺制程下定义，业内关于“摩尔定律是否就快走到尽头”的争论就未停止过，似乎，电子芯片的潜能已经快被榨干了。
  
 
  
  
 现在好运来到光子芯片这边，潜伏已久的光子芯片内心开始狂喜。
  
 
  
  
 2016年，麻省理工学院的研究团队打造出首个光学系统，硬件上用光干涉仪作为基本的矩阵运算单元有效取代电晶体管，算法上开发了一系列不牺牲性能条件下有效降低深度学习计算量并适应于光子芯片的算法。
  
 
  
  
 这一成果在2017年发表与顶级期刊Nature Photonics杂志封面上，也正是从这时候开始，光子芯片再次进入大家的视野，被视为延续摩尔定律的一种可能。
  
 
  
  
 新思 科技 也从未搁置过推动光子芯片的发展。OptoCompiler将成熟的专用光子技术与业界领先的仿真和物理验证工具相结合，可为光子芯片提供完整的端到端设计、验证和签核解决方案。（只要我的广告打的够快，你们就一定发现不了）
  
 
  
  
 目前，光子芯片主要用于光纤通信、化学，生物或光谱传感器、计量、经典和量子信息处理等特定应用，能够适用于各种各样应用场景的可编程光子芯片，尽管发展稍许缓慢，但未来在自动驾驶、安防监控、语音识别等人工智能领域大展身手也是指日可待的。
  
 
  
  
 尽管光子芯片的“天赋异禀”，但造化弄人，该配合它表演的“光晶体管”反而限制了光子芯片的发挥。反倒是电子芯片，凭借着“天时地利”后来者居上。所幸的是，它们都找到了自己适合的定位，没有上演兄弟相爱相杀的虐心戏码。比如光子芯片更适合承载线性计算和数据网络，而电子芯片与现有的市场环境和软件环节兼容性更好，未来，它们会继续以光电混合芯片的形式在市场上和谐共存。