芯片提速達1000倍!中國芯換道出發,美媒:無需EUV光刻機了

由 劉白惜 發佈於 歷史

'25-11-04

芯片這東西現在是科技大戰的核心戰場,美國那邊老是用各種辦法卡中國脖子,尤其是高端芯片製造設備。硅基芯片越做越小,物理極限快到了,國際上頂尖的像臺積電、三星已經搞到3納米,但再往下走,成本高得嚇人,技術難度也大。中國這邊自主生產的最先進製程還在7納米左右,差距不小。可這不代表就沒出路了,中國企業開始瞄準光子芯片這條新路子,這玩意兒不靠傳統的電子信號,而是用光來傳數據,速度能快上千倍,還不用依賴極紫外光刻機那種高端設備。美媒也注意到了,說中國這是換道超車,避開了老美設的障礙。

先說說光子芯片到底啥樣。傳統硅基芯片是用電子跑來跑去處理信息,但電子有阻力,會發熱,能耗高。光子芯片不一樣,它用光子,也就是光粒子,來傳輸和計算數據。光子跑得快,幾乎沒阻力,能並行處理一大堆信息。根據一些研究報告,光子芯片的運算速度比硅基芯片高出1000倍以上,能耗卻低得多。比如,在處理圖像或無線信號時,一塊集成鈮酸鋰的微波光子芯片,能以67吉赫茲的帶寬工作,精度高,功耗小。拿實際例子講,處理一張250x250像素的圖片,用傳統電子處理器得花不少電和時間,但光子芯片幾下就搞定。這優勢不是吹的,是實打實的測試數據。

爲什麼中國這麼重視光子芯片?因爲它能繞開EUV光刻機的限制。EUV是極紫外光刻機,荷蘭ASML公司壟斷了,美國不讓賣給中國,導致中國在先進硅基芯片上喫虧。但光子芯片的製造工藝不一樣,波導結構在百納米級別,用現有的深紫外設備就夠了,不需要那麼精密的EUV。中科鑫通微電子的總裁隋軍在2024年就說過,他們公司能獨立完成生產,不用進口那些高端玩意兒。這點讓美國智庫坐不住了,2024年1月12日,戰略與國際研究中心(CSIS)發了份報告,直指中國在硅光子領域加速佈局,能清除技術障礙。報告裏提到,中國企業正籌建生產線,搶佔先機。

回溯一下時間線,中國對光子芯片的佈局其實早開始了。2021年3月13日,國務院發的第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要,就把光子與微納電子列爲重點前沿方向。綱要說要建國家實驗室,優化創新體系,支持量子信息和光子技術研發。這給了政策信號,很多企業跟進。2022年,光電子先導院開始建驗證平臺,針對產業痛點。2023年,他們擴展產能,引進了設備,能處理更多晶圓。到2024年,先導院生產了多款垂直腔面發射激光器芯片,主要用於數據中心,出貨量穩步上升。2025年3月,在慕尼黑上海光博會上,他們展示了成果,宣佈當年出貨目標1.5億顆芯片。這步步推進,不是空談。

中科鑫通是典型例子。2023年12月4日,他們和天津津南區、天津城投集團簽約,共建國內首條多材料光子芯片生產線。簽約儀式上,三方確認項目針對通信、醫療檢測等領域,設計支持跨尺寸製造。2024年,項目土建啓動,設備採購跟上。到2025年7月,部分設施開始測試,首批樣品驗證通過。這生產線不光填補國內空白,還能滿足激光雷達、微波光子等需求。CSIS報告就引用了這事,說中國在光子芯片上取得了階段領先。

其他企業也沒閒着。檸檬光子公司在2025年9月的中國國際光電博覽會上,展示了全棧式光芯片技術,包括激光器和探測器。他們的產品傳輸速率遠超傳統芯片,通過三條代工鏈,確保供應鏈穩。仕佳光子2025年上半年淨利潤增長明顯,因爲光通信芯片需求旺盛。曦智科技在2025年7月的世界人工智能大會上,發佈了光電融合方案,天樞計算卡支持128矩陣規模,集成光學單元,解決算力互連瓶頸。這些公司各有側重,但都推動光子芯片從實驗室走向市場。

美媒的反應挺有意思。CSIS報告出來後,美國媒體像雅虎財經在2024年10月轉載了南華早報的文章,稱中國硅光子突破能避開制裁。南華早報說,武漢一家 lab 在2024年10月宣佈里程碑式進展,幫中國克服傳統芯片設計限制。2024年3月,還有報道說中國首條光子生產線準備就緒,計算速度是電子芯片的1000倍。甚至到2025年,美媒還在討論中國是否用光子芯片主導AI增長。Digitimes在2025年10月11日發了文,說中國2024年9月激活芯片內激光,這是先進硅光子的首次成就。這些報道透露出點警惕,中國這步棋走得穩。

2025年,光子芯片進展更快。10月18日,光子芯片工藝設計套件發佈,支持全流程器件流片,波導損耗低,工藝均勻性好。這套件幫設計驗證週期縮短,推動大規模集成。國家信息光電子創新中心在2025年7月會議上,分享了光子計算芯片研究,討論產業化路徑。

復旦大學團隊9月24日發了專題,24篇論文覆蓋智能光子,從器件到系統。論文裏講了光計算架構,針對AI應用。光電子先導院9月光博會上展出6英寸化合物半導體和8英寸硅光平臺。這些事件連起來看,中國在光子領域從政策到技術再到生產,形成閉環。

全球市場也看好。2025年,光通信芯片規模預計48億美元,中國份額在漲。光子芯片不只快,還節能,適合5G/6G、雷達、AI視覺。比方說,太空測試計劃2025年10月,把光子AI芯片送上天,測輻射性能。這說明應用範圍廣,從地面到太空。

當然,挑戰還在。光子芯片從提出到普及路長,集成度、穩定性需優化。但中國企業行動力強,像汽車業從燃油車落後到新能源領先,芯片也能複製。光子芯片是中國芯的機會,誰先佔位,誰領跑。拭目以待吧,這場換道賽剛開始。

光子芯片的核心優勢在於並行處理,光信號不干擾,能多路同時跑,傳統電子芯片串行多。研究顯示,光子神經網絡算力能破100TOPS,能效比GPU高10倍。這對AI大模型訓練是福音,數據中心能耗降下來。市場預測,2025年全球光子芯片專利增長120%,中國在封裝測試佔38%,但材料設計還需追趕。投融資熱度雖降,但事件數在2022年峯值後穩住,說明資本理性投入。

總之,中國芯不走老路,換光子道,速度千倍,無EUV依賴。進展實打實,從2021規劃到2025發佈,一步步來。美媒關注,說明有效。這條路走通,中國科技更有底氣。

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