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美國惠普實驗室在《IEEE量子電子學期刊》發表的最新研究表明，基于III-V族半導體材料的光子集成電路（PIC）正在重塑AI硬件格局。這種新型光學芯片在能效和速度上全面超越傳統GPU，有望為從數據中心到智能系統的各領域帶來變革。 當前AI發展面臨重大挑戰：依賴GPU的算力系統存在高能耗和擴展性瓶頸。對此，研究團隊開發了基于光學神經網絡（ONN）的創新方案——通過光速傳輸數據的光子集成電路，相比電子分布式神經網絡（DNN）能大幅降低能量損耗。 該技術采用異質集成工藝制造：首先在400納米厚的絕緣體上硅（SOI）晶圓制備基礎器件，通過選擇性生長硅/鍺層形成雪崩光電二極管（APD）核心結構，再將磷化銦等III-V族半導體集成到硅基平臺。關鍵創新在于實現了激光器、放大器、光電探測器等所有光學元件在單一芯片上的晶圓級集成。 測試數據顯示，該光子加速器的能效密度達到其他光子平臺的290倍，是最先進數字電子器件的140倍。這種突破性技術不僅解決了AI計算的能耗問題，其卓越的可擴展性更為未來智能系統的發展鋪平道路。 這項研究標志著AI硬件進入新紀元。隨著光子集成電路技術的成熟，數據中心將能承載更復雜的AI工作負載，同時為各行業的智能化轉型提供強大算力支撐。惠普實驗室的成果證明，硅光子技術正在成為下一代AI加速器的核心解決方案。 《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） |
