1965 년 인텔의 공동 창립자 인 Gordon Moore는 Moore의 법칙을 제안했으며 칩의 트랜지스터 밀도는 18 개월에서 24 개월마다 두 배가 될 것이라고 예측했습니다.그러나 수십 년의 개발 후, 실리콘 기반 전자 칩은 능력의 물리적 이론적 한계에 가까워지고 있습니다.
광 칩의 출현은 무어 법칙의 한계를 깰 수있는 주요 방법으로 여겨집니다.
최근 홍콩 시티 대학교의 왕 청 (Wang Cheng) 부교수가 이끄는 팀은 홍콩 중국 대학교 (Chinese University of Hong Kong)의 연구원들과 협력하여 리튬 니오 베이트를 플랫폼으로 사용하여 마이크로파 광자 칩을 개발했습니다.이 칩은 초고속 아날로그 전자 신호 처리 및 계산을위한 광학을 사용하여 신호를 더 빨리 신호를 보내고 에너지를 덜 소비합니다.
이 연구는 2 월 29 일에 "Nature"에 발표되었습니다.통합 리튬 니오 베이트 마이크로파 광자 칩은 기존 전자 프로세서보다 1000 배 빠를뿐만 아니라 에너지 소비가 낮아서 매우 광범위한 처리 대역폭과 매우 높은 계산 정확도를 가지고 있다고보고되었습니다.
광 칩의 개념은 더 이상 익숙하지 않으며, 광 칩 분야의 새로운 기술이 자주 나타나고 있습니다.예를 들어, 2022 년 12 월, Shanghai Jiao Tong University의 전자 정보 및 전기 공학 학교의 전자 공학부의 Zou Weiwen 교수가 이끄는 팀은 포토가 계산 과학과 교차하는 혁신적인 아이디어를 제안했습니다.그들은 고속 텐서 컨볼 루션 작업이 가능한 새로운 유형의 광 텐서 프로세싱 칩을 개발했습니다.결과는 "Nature"라는 제목 "통합 광자 칩을 기반으로 한 고차 텐서 스트림 처리"라는 제목으로 출판되었습니다.
또한, 중국 연구자들은 광자 통합 회로, 광 트랜지스터 및 광학 컴퓨팅에서 상당한 돌파구를 만들었습니다.이러한 성과는 광자 칩 기술에서 중국의 강점을 보여줄뿐만 아니라 글로벌 광 칩 산업의 개발에 크게 기여합니다.
지난 10 년 동안 Photonic Technology는 차세대 정보 기술, 인공 지능, 스마트 차량 및 의료의 중심이되었습니다.또한 관련 국가의 국제 시장에서 주요 위치를 유지하기위한 주요 기술 중 하나로 간주됩니다.
간단히 말해서, Photonic Chip은 데이터 수집, 전송, 계산, 스토리지 및 디스플레이를 위해 광학 신호를 사용하는 칩입니다.Photonic Chips는 현재 시대에 주로 성능과 제조의 두 가지 장점으로 인해 고도로 인기를 얻고 있습니다.
우위 1 : 높은 컴퓨팅 속도, 저전력 소비 및 낮은 대기 시간
전통적인 전자 칩과 비교할 때 광 칩은 주로 고속 및 저전력 소비 측면에서 많은 장점이 있습니다.광학 신호는 빛의 속도로 전송되어 속도가 크게 증가합니다.이상적으로는 광 칩이 전자 칩보다 약 1000 배 빠르게 계산합니다.광학 컴퓨팅은 광학 컴퓨팅의 전력 소비가 비트 당 10^-18 줄 (10^-18 j/비트)만큼 낮을 것으로 예상됩니다.동일한 전력 소비로 Photonic 장치는 전자 장치보다 수백 배 빠릅니다.
또한 Light는 병렬 처리 및 성숙한 파장 분할 멀티플렉싱 기술을위한 자연스러운 능력을 가지고 있으며, 데이터 처리 용량, 스토리지 및 Photonic Chip의 대역폭을 크게 향상시킵니다.광파의 주파수, 파장, 편광 상태 및 위상은 다른 데이터를 나타낼 수 있으며, 광 경로는 교차 할 때 서로 방해하지 않습니다.이러한 특성은 병렬 컴퓨팅에서 광자를 능숙하게 만들어 인공 신경망과 잘 어울립니다. 여기서 대부분의 컴퓨팅 프로세스에는 "매트릭스 곱셈"이 포함됩니다.
전반적으로, 광 칩은 높은 컴퓨팅 속도, 저전력 소비 및 낮은 대기 시간을 특징으로하며 온도, 전자기장 및 노이즈의 변화에 덜 취약합니다.
우위 2 : 제조 요구 사항이 낮습니다
통합 회로 칩과 달리 광 칩은 제조 요구 사항이 상대적으로 낮습니다.가장 높은 기술적 장벽은 에피 택셜 설계 및 제조에 있습니다.기술의 기술 경로는 고속, 저에너지 소비 및 항-크로스 토크와 같은 장점이있어 전자 제품의 많은 기능을 대체 할 수 있습니다.
Sui Jun, 중국의 Xintong Microelectronics Technology (Beijing) Co., Ltd.의 회장은 "Photonic Chips는 EVERNE STRAVIOLET (EUV) 리소그래피 머신과 같은 매우 고급 리소그래피 기계를 전자 칩에 사용할 필요가 없습니다.비교적 성숙한 국내 재료와 장비를 사용하여 생산하십시오. "
광 칩이 전자 칩을 대체할지 여부와 관련하여 전자 칩이 직면 한 현재 병목 현상을 이해하는 것이 중요합니다.
전자 칩의 첫 번째 과제는 무어 법칙의 한계입니다.지난 50 년 동안 트랜지스터의 밀도는 18-20 개월마다 두 배가 될 수 있지만 물리적 관점에서 원자의 크기는 0.3 나노 미터에 가깝습니다.반도체 공정이 3 나노 미터에 도달하면 물리적 한계에 매우 가깝기 때문에 18-20 개월마다 계속 두 배가되는 것이 불가능합니다.