光子芯片是什么？聚合電光（杭州）科技有限公司創(chuàng)始人邱楓博士用了一個形象的比喻：“如果說電子芯片是腦細胞，那么光子芯片就是神經系統(tǒng)，兩者配合起來，一個負責計算、一個負責通信，才能讓指令準確、智能且迅速地執(zhí)行。”近日，邱楓領隊與多家企業(yè)聯(lián)合研發(fā)的超高速率光模塊（基于全自研自主可控光子芯片）產品出爐，將讓信息傳遞的速度像光一樣，瞬息即達。

信息傳輸速度提升百倍

2022年從海外歸國后，邱楓就來到國科大杭州高等研究院擔任物理與光電工程學院教授，并創(chuàng)辦聚合電光（杭州）科技有限公司，落地在城西科創(chuàng)大走廊的HIAS科創(chuàng)園。為了推動光子芯片科研成果走向實用化，打破國外廠商對相關技術的壟斷，邱楓帶領團隊一方面從事科技部、國家自然科學基金委、中國科學院、華為等的前沿學術課題研究，另一方面對光電領域的學術成果進行產業(yè)化探索。

在公司會議室里，記者見到了這張即將正式對外發(fā)布的光子芯片，它就像是一張金屬圓片，上面刻著長長短短的線和點，規(guī)整但又沒有規(guī)律。

邱楓介紹，這些線和點的條紋結構，是光波導組成的光子芯片單元，也就是說，當搭載著信息的光在這張芯片上傳播時，會按此結構前進，最終把信息以超快的速度準確地傳達到目標位置。

速度快，是光子芯片最大的特性。邱楓說，光的傳播速度是自然界中最快的，但它在芯片上的傳播速度，取決于底層材料，“我們最大的突破，就是研發(fā)出制作芯片的底層材料。”

該材料主要成分是鋯鈦酸鉛，聽上去簡單，但其配比、工藝等是邱楓團隊的技術秘密。“并不見得有多難。”邱楓說，“就好比畫線，本身不難，但想知道在哪里畫這條線，就難了。”僅僅是材料合成部分，邱楓就帶領團隊進行了十多年的探索、上百萬次的試驗以及大量的原材料和工藝摸索，刻苦攻關，終于掌握了材料的“性格密碼”，并批量合成，做到了為人類所應用。

如今，邱楓率團隊研發(fā)的光子芯片，讓信息傳輸交換的速度提升百倍，就像是從撥號到光纖的飛躍，突破了硅基光子芯片的極限，達到了該領域的國際領先水平。

引爆算力賦能AI未來

超高速率的光子芯片，能做些什么？邱楓說，由于光子芯片具備高帶寬、低能耗與長距離傳輸優(yōu)勢，將成為突破數(shù)據(jù)中心算力領域通信瓶頸的關鍵技術，用它賦能AI，可突破卡間互聯(lián)、集群互聯(lián)“卡脖子”短板。

在他看來，光子芯片可實現(xiàn)多個電子芯片之間的無縫對接。作為“腦細胞”的電子芯片，單個計算能力是有限的，但通過超高速率光子芯片的連接，無數(shù)個電子芯片可以被組成一個整體，“就像一顆‘大腦’，各個腦細胞之間的交流、銜接將無比絲滑。”

“華為總裁任正非曾說，未來數(shù)據(jù)流量管道會變得像‘太平洋’一樣粗。”邱楓說，這也意味著，在未來6G、全息通信、元宇宙、具身智能機器人等大量智能應用出現(xiàn)的時代，光子芯片將有效支撐起超大流量的通信傳輸工作，為AI產業(yè)發(fā)展提供強勁硬件支撐。

據(jù)了解，該超高速率光模塊產品將在5月正式對外發(fā)布，屆時將與芯片制造商和云服務提供商合作，逐漸實現(xiàn)產業(yè)化。