光计算，开启下一代算力革命

最近这几年，为了搞AI，全球都在疯狂夯算力。

GPU一卡难求，英伟达市值飙涨，各家大厂都在疯狂囤货、抢产能。一些芯片新势力也在趁机崛起，试图分一杯羹。

在夯算力的同时，大家逐渐发现一个问题——随着芯片制程逐渐逼近物理极限，摩尔定律正在走向失效。芯片的功耗越来越高、散热越来越大，成本也变得难以承受。

传统芯片的性能提升，已经走进了死胡同。接下来，我们该如何面对仍在日益膨胀的算力黑洞？有没有一种新的技术路径，能打破这个困局？

目前来看，最有希望破局的，正是我们非常熟悉的另一位老朋友——光。以光子为核心的光计算技术，正以其独特的优势，为我们打开一扇通往新世界的大门。

电计算，为何走到了瓶颈？

想要读懂光计算的价值，首先要搞明白，我们用了数十年的电计算体系，到底出了什么问题。

不管是CPU，还是GPU、NPU，所有传统芯片，本质都是依靠电子运动完成逻辑计算。

大家都知道，传统计算芯片是由无数个半导体晶体管组成的。晶体管，说白了，就是一个微型开关。当电流通过时，它代表“1”；断开时，则代表“0”。

晶体管（MOS管）示例

通过控制晶体管的通断、电子的流动，可以表达和记录0和1，可以实现二进制的加减乘除、逻辑判断。海量的逻辑计算叠加，就能够完成各类复杂的数据处理任务。

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这套经典的计算架构，从上世纪40年代诞生至今，支撑了整个信息时代的高速发展，也撑起了AI浪潮的上半场。

时至今日，这套架构已经触碰到了天花板，面临着一系列难以逾越的物理瓶颈：

• 速度较慢

真空中光速是3×10^8 m/s。半导体里电子实际漂移运动速度远小于光速。常温硅半导体常规工作电场下，电子漂移速度仅10^3～10^5 m/s。

根据中学物理知识，外加电压，会形成电场。电子顺着电场缓慢定向移动，就是我们常说的载流迁移速度。电场越弱，速度越低。

电子行进途中，不断撞击硅晶格原子、杂质原子，定向运动频繁被打断、折返，宏观定向行进速率就上不去。

大家需要注意，芯片电信号传播速度≠电子跑动速度。在有线金属介质通信中，电信号的速度由导体周围介质的磁导率和介电常数决定。在铜线中，这个速度约为光速的77%（每秒23万公里）。

但实际上，CPU、射频芯片的信号延迟，由电场传播时延决定，而非电子漂移速度。