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绕开EUV光刻机的光芯片有什么本领?

时间:2023-11-10 23:38:43 文章来源: BOBAPP官网下载IOS

  算力到达现在高功用商用芯片的3000余倍!清华大学自动化系戴琼海院士、吴嘉敏助理教授与电子工程系方璐副教授、乔飞副研究员联合攻关,近来提出了一种“挣脱”摩尔定律的全新核算架构——光电模仿芯片!“挣脱”摩尔定律捆绑的一起,也让人们看到了国产芯片弯道超车的或许。

  光芯片也被称为光子集成电路(Photonic Integrated Circuit,PIC),是根据硅基光子集成技能完结矩阵式并行核算的新式光学器材,其选用光波(电磁波)来作为信息传输或数据运算的载体,而不像传统电子芯片相同用电作为信号载体。

  与电子芯片比较,光子芯片第一大优势是核算速度,它的核算速度大概是电子芯片的三个数量级,约1000倍,单个电子芯片的核算速度约为7.8TFlops,而光子芯片的核算速度大概是3200TFlops。

  Tips:什么是TFlops?TFlops是衡量核算机功用的一个重要单位,即每秒浮点运算次数,大多数都用在丈量CPU的浮点单元核算功用,ITFlops表明处理器每秒核算1万亿浮点运算的才能

  光芯片按功用可分为激光器芯片和探测器芯片两类,激光器芯片以半导体资料为增益介质,将注入电流的电能激起,以此来完结谐振放大选模输出激光,完结电光转化。

  探测器芯片则是经过光电效应辨认光信号,转化为电信号。光电效应是指在光照下,资猜中的电子吸收光子的能量,若吸收的能量超越资料的逸出功,电子将逸出资料构成光电子,一起发生一个带正电的空穴。

  不过因为光子本身难以灵敏操控光路开关,也不能作为相似微电子器材的存储单元,纯光子了器材本身难以完结完好的信息处理功用,现在光芯片一般依托于集成光学或硅基光电子学中介质光波导来传输导模光信号,将光信号和电信号的调制、传输、解调等集成在同一块衬底或芯片上,构成“光模块”。

  “光模块”的外形有些像日常日子中见到的“U”盘,其作业原理并不杂乱,光模块的发送端把电信号转化成光信号,经过光纤传送后,接纳端再把光信号转化成电信号,完结信息传递。

  光芯片被誉为“能绕开EUV光刻机的芯片”,相较于电子芯片,光芯片对结构的要求较低,一般是百纳米级,因而运用我国已相对老练的原资料以及设备就能出产,而不像电子芯片相同,一定要运用EUV等极高端光刻机,这在某种程度上预示着光芯片彻底有时机脱节光刻机的“卡脖子”问题。

  以清华大学前不久研制的ACCEL芯片为例,其光学部分的加工最小线宽仅选用百纳米级,而电路部分仅选用 180nm 互补金属氧化物半导体(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺,现已比 7nm 制程的 GPU 取得了多个数量级的功用提高。

  除了制作门槛较低外,光芯片的制作资料为InP、GaAS等二代化合物半导体资料,我国也有完好的产业链系统供给,比较集成电路选用的硅片更简单获取、本钱也更低一些。

  此外,光芯片职业遍及选用IDM形式(笔直整合制作形式),企业具有完好的出产链,包含规划、制作和封测,并坚持了自主研制和出产才能,有助于出产流的自主可控外,也能及时呼应各种类型的市场需求,灵敏调整产品规划、出产环节的工艺参数,满意市场需要,也为我国半导体职业弯道超车供给了或许。

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