中国科学院上海光机所近日成功研制出超高并行光计算集成芯片“流星一号”

中国科学院上海光机所近日成功研制出超高并行光计算集成芯片“流星一号”

最近,中国科学院上海光学精密机械研究所传来振奋人心的消息:谢鹏研究员团队成功研制出全球首颗超高并行光计算集成芯片“流星一号”。这颗指甲盖大小的芯片,在光计算领域实现了三个关键突破——首次突破100路并行计算、理论算力媲美顶尖GPU、能耗仅为传统芯片的1/50。这些技术突破背后,藏着改变未来科技格局的密码。

传统芯片像单行道马路,数据只能排队通行;“流星一号”则像100条车道的高速公路,能同时处理百路信息。研究团队独创的“波分复用技术”,让芯片能驾驭不同波长的光信号,就像同时指挥100种颜色的光束各司其职。在自动驾驶测试中,传统芯片处理10路摄像头数据需要0.5秒,而“流星一号”处理100路数据仅需10微秒——这个时间差,足以让车祸预警系统提前90%的时间做出反应。

这种性能飞跃直接击中了科技行业的痛点。全球AI训练每年消耗的电能已超过300个三峡电站的年发电量,而“流星一号”处理图像任务的能耗只有传统GPU的1/50。更惊人的是,当这项技术与现有最大矩阵规模、最高光学主频结合时,单芯片理论算力可能突破5000POPS,相当于1000颗英伟达顶级芯片同时工作。这意味着训练GPT-5级大模型的时间,有望从3个月压缩到1周。

市场已经嗅到了变革的气息。光计算芯片的全球市场规模预计2030年将突破2000亿美元,而中国科研团队正从“跟跑”转向“领跑”。值得注意的是,“流星一号”的所有核心部件——从光源芯片到驱动算法,全部实现自主研制。这种全链条突破,让中国在光量子集成、光电混合计算等关键领域占据了战略先机。

当电子芯片逼近物理极限时,光子芯片正开启“算力无限”的新纪元。从自动驾驶到AI训练,从天气预测到量子模拟,“流星一号”不仅是一颗芯片,更是一把钥匙,可能解锁未来科技发展的全新可能。正如中科院院士徐红星所言:“这标志着光计算系统在光谱处理和光学机器学习领域取得了重要突破。”在这条新赛道上,中国科研团队正用光子点亮未来。

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  • 芯片及半导体

    台积电拿下Tensor G5代工权,三星深夜上演“反思大会”

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    ​合作破裂:一场早有预兆的“分手”​

    谷歌与三星的芯片代工姻缘始于2021年Tensor G1芯片,此后四年间,从Pixel 6到Pixel 9系列,三星始终是谷歌自研芯片的独家代工厂。
    这份紧密合作曾被视为“双赢典范”——谷歌借三星产能实现芯片自主,三星则用大订单填满晶圆厂。
    裂痕出现在3纳米工艺量产的关键时刻。当三星的3nm GAA(全环绕栅极)技术因​​良率长期徘徊在30%-40%​​ 而举步维艰时,台积电的N3E工艺却以​​超过60%的良率​​实现稳定交付。
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    ​良率不足的连锁反应​​像多米诺骨牌般击穿生产链:成本飙升导致报价竞争力丧失,交期延误打乱谷歌新机发布节奏,芯片稳定性问题更让Pixel手机饱受“发热续航差”诟病。
    反观台积电,其N3E工艺已在苹果A17 Pro和高通骁龙8 Gen 3上验证成熟,让谷歌吃下定心丸。就连三星自己的Exynos 2500也因良率崩盘,导致Galaxy S25全系改用高通芯片——这场面在三星历史上堪称黑色幽默。


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    搭载于Pixel 10系列的Tensor G5,正成为谷歌技术野心的新载体。基于台积电N3E工艺的芯片采用​​“1+5+2”三簇架构​​:单颗Cortex-X4超大核飙至3.9GHz​​(手机芯片罕见高频),五颗A725中核兼顾性能与能效​​,​​两颗A520小核专司低功耗任务​​。GPU则搭载Imagination的DXT-48-1536单元,AI模块沿用谷歌自研TPU。
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    更押注2nm工艺翻身,目前试产良率约40%,力争下半年量产时达70%经济线。但台积电的2nm良率已领先20个百分点,且获得英伟达、苹果等头部客户背书。
    市场分析师指出,即便三星技术追平台积电,​​信誉修复才是最大障碍​​:“客户可能要求双重代工分散风险,就像高通同时下单台积电和三星那样”。而谷歌的五年长约,恰给三星留下技术攻坚与重建信任的窗口期。


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    谷歌的转向折射出半导体制造业的深层变革。当芯片制程进入纳米级竞赛,​​“稳定交付”正超越“技术参数”成为客户首选​​。
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    半导体战争的胜负,从不取决于纸面参数的华丽程度,而在于流水线上千万次重复的精度。
    ​那里没有奇迹,只有良率的百分比;没有速胜,只有信任的复利。​
    对三星而言,这场“深度反思”或许来得太迟,但对整个行业而言,谷歌的转身写下一则冰冷启示:在芯片代工的世界里,​​实验室是天才的舞台,但量产线才是强者的战场。​

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    2025年6月21日
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