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摩爾定律停滯的解方?連Nvidia都為矽光子晶片新創注資

新創公司Ayar Lab投入矽光子技術研發。路透
新創公司Ayar Lab投入矽光子技術研發。路透

電腦利用「光」而非「電流」來進行運算處理與數據傳輸的技術,數年前還只被視為研究計畫,如今正加速發展,有能力解決在晶片上運用光子相關工程挑戰的新創企業正籌得龐大資金。

路透報導,最新例子是,研發矽光子技術的新創公司Ayar Labs 26日宣布,已從包含輝達(Nvidia)在內的投資者籌得1.3億美元資金。

隨著產業已把電晶體縮小至幾個原子的寬度,以電晶體為基礎的矽晶片在過去數十年來以指數級增幅提高運算能力,但要進一步縮小電晶體將面臨挑戰,不只是因為縮小尺寸變得更難,而是訊號在其間也會流失。

因此,每兩年就能把晶片上電晶體密度提高一倍並降低成本的「摩爾定律」正在減緩,這促使產業尋求新的解決辦法,來處理日益繁重的人工智慧(AI)運算所需。

根據PitchBook的數據,矽光子新創公司去年籌資超過7.5億美元,較2020年增加一倍,也遠高於2016年的1,800萬美元。

Ayar Labs表示:「AI瘋狂成長,主導了資料中心很大的一部分。移動數據的挑戰和移動數據的能源消耗是個很大、很大的問題。」

挑戰在於,許多大型機器學習演算可利用數萬晶片進行運算,但採用當前電流傳遞方式在晶片或伺服器之間進行資料傳輸的速度面臨瓶頸。

儘管人類數十年來已透過包括海底電纜在內的光纖纜線,利用光來傳輸數據,但要做到晶片等級是很難的,原因是用來產生光或控制光的裝置還沒辦法輕易被縮小到有如電晶體一樣的尺寸。

PitchBook高級新興技術分析師柏克(Brendan Burke)預期,到了2025年,矽光子在資料中心會成為常見的硬體,估計這塊市場屆時規模會達30億美元,正如同AI繪圖晶片市場在2020年的規模。

除了連結電晶體晶片外,運用電光子來打造量子電腦、超級電腦與自駕車晶片的新創公司也籌得大筆資金。

例如量子運算公司PsiQuantum迄今籌得6.65億美元,儘管距離量子電腦改變這個世界的展望仍有數年之遙。

此外,光子晶片研究公司Lightmatter也籌得1.13億美元,今年稍後將推出晶片並與客戶行測試。該公司打造晶片,利用光來加速AI作業的速度。

打造AI超級電腦的Luminous Computing公司則籌得1.15億美元,該公司也打造使用矽光子技術的AI超級電腦,並且獲得微軟創辦人蓋茲( Bill Gates) 資助。

事實上,不只新創公司研發矽光子技術,半導體製造業者也準備把自家的矽晶片生產技術用於光子領域。

晶圓代工業者格芯(GlobalFoundries) 的運算和有線基礎設施主管費恩塔奇(Amir Faintuch)表示,公司與PsiQuantum、Ayar和Lightmatter的合作已協助打造出一個矽光子製造平台,可供其他公司運用。該平台已在3月推出。

矽光子技術新創公司Ayar Lab位於加州Santa Clara的無塵室。路透
矽光子技術新創公司Ayar Lab位於加州Santa Clara的無塵室。路透

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