摆脱摩尔定律 清华大学开发光电模拟芯片算力提升三千余倍

北京清华大学官网宣布，该校自动化系戴琼海院士、吴嘉敏助理教授与电子工程系方璐副教授、乔飞副研究员等人联合攻关，提出了一种能摆脱摩尔定律的全新计算构架：光电模拟芯片。经过实测，光电融合芯片的系统级算力较现有的高性能芯片构架提升了3000余倍，能源使用效率更高达400余万倍。

据《快科技》报导，于1965年由英特尔创始人之一戈登.摩尔（Gordon Moore）提出摩尔定律，即每隔约两年，集成电路可容纳的晶体管数目便增加一倍。但是随着半导体制造技术快速发展，晶体管尺寸逐渐接近物理极限，近10年内摩尔定律已放缓甚至可能面临被突破的境地。

报导说，这次北京清华大学研发的光电模拟芯片，可能为摆脱摩尔定律开拓了新的方向。

研究人员指出，在光电模拟芯片这一枚芯片上便突破了大规模计算单元集成、高效非线性、高速光电界面3个国际半导体学术界的难题。

根据官方的实测，光电融合芯片的系统级算力较现有的高性能芯片构架提升了3000余倍。报导说，若以交通工具来模拟的话，相当于将京广高铁8小时的执行时间缩短到了8秒钟。

不仅如此，该芯片的系统级能效实测达到了74.8 Peta-OPS/W，是现有高性能芯片的400万余倍，相当于原本供现有芯片工作一小时的电量，可供它工作500多年。

此外，该芯片光学部分的加工最小线宽仅采用百奈米级，而电路部分仅采用180奈米CMOS工艺，就已取得比7奈米制程的高性能芯片多个数量级的性能提升。

该项发表于国际学术期刊《自然》上的论文指出，在清华大学团队提出的超高性能光电芯片下，「未来电脑」的诞生似乎已不再遥远。光电融合的新型构架，不仅开辟出这项未来技术通往日常生活的一条新路径，还对量子计算、存内计算等其他未来高效能技术与当前电子信息系统的融合深有启发。

论文通信作者之一戴琼海院士表示：「开发出人工智慧（AI）时代的全新计算构架是一座高峰，而将新构架真正落地到现实生活，解决国计民生的重大需求，是更重要的攻关，也是我们的责任。」《自然》期刊特邀发表的该研究专题评述也指出，「或许这枚芯片的出现，会让新一代计算构架，比预想中早得多地进入日常生活。」