AI、6G通信、生物医药等领域飞速发展，高性能、低时延算力成为刚需。传统电子计算逐步逼近物理极限，光计算被视作突破算力瓶颈的关键方向。昨天，上海市集成光计算芯片与系统重点实验室正式亮相。该实验室由上海交通大学联合曦智科技共同筹建，也是全国首家高校与企业深度绑定的集成光计算产研融合市级重点实验室。
这一前沿科研平台将“锚定”光计算产业化进程中的核心痛点，依托前沿光子技术探索全新计算路径，有望突破传统电子算力发展桎梏，为上海在后摩尔时代的算力竞赛中寻找先机。
相比传统电子计算，光计算有着与生俱来的优势。光信号传播速度远超电子，信息传输延迟极低，同时还具备大带宽、低功耗的特点。从理论层面来看，这项技术能让算力、运行时延和能效实现大幅提升，而且光计算芯片仅需40纳米制程就能生产，配套驱动和存储器件也只需7纳米工艺，不用过度依赖顶尖先进制程，是适配当下算力升级的优质解决方案。
不过亮眼的技术优势背后，光计算走向大规模落地仍面临两道现实难关。半导体材料会造成光信号损耗，进而产生噪声，直接影响计算精度。目前电子计算可以轻松实现高精度运算，这一点却是光计算现阶段难以攻克的痛点。与此同时，光计算配套的专用算子和软件生态尚不完善，软硬件无法高效适配，也让硬件设备的实际使用效率大打折扣。
依托上海交大扎实的基础科研能力和曦智科技成熟的产业经验，上海市集成光计算芯片与系统重点实验室将围绕两大核心难题，从技术架构、核心器件、算法程序、场景应用多个维度同步推进研发。
据实验室主任、上海交通大学特聘教授邹卫文介绍，科研团队将持续探索全新的光计算模型，深挖技术底层原理，不断挑战算力上限。在硬件研发上，聚焦各类光学核心器件的攻关，搭建完善的器件资源库，持续扩大计算规模，目前平台已实现 128×128 的计算能力，相关技术还在不断迭代升级。
针对软件短板，实验室团队还将着手研发各类通用算子与行业专用算法，搭建开放共享的算法平台，以此提升硬件调度效率。“技术研发始终紧贴实际应用，我们将重点落地人工智能推理、视频信号处理、科学计算等场景，目前已经在脑图像重构、大模型推理、微波信号处理等领域取得阶段性成果。”
邹卫文教授指出，产研深度融合是上海市集成光计算芯片与系统重点实验室的创新底色。平台不仅整合校企双方资源，还联动复旦、同济、上海科技大学等本地高校，汇聚上海多家深耕光计算领域的企业。当下上海已形成完整的硅光生产、封装产业链，为技术成果转化提供了扎实支撑。实验室打破单一主体研发的模式，打通创新链与产业链，构建起多方协同的发展格局。
目前，实验室从科研侧到产业侧已经组建了高水平专业团队，由中国工程院院士担任学术委员会主任，十余位行业专家共同掌舵研发方向。实验室共建企业上海曦智科技股份有限公司不久前成功登陆港股，也是国内较早推出光计算处理器的企业，丰富的产业化经验将推动科研成果快速走向市场。按照规划，实验室选址落户上海交大张江高等研究院，相关入驻筹备工作预计在今年年底全部完成。
近年来，人工智能加速演进，智算需求持续攀升，光计算正成为全球高度关注的前沿方向。记者从市科委获悉，围绕相关领域，上海前期已开展了一系列布局。例如，通过战略前沿专项、“探索者计划”等渠道，支持开展光计算新架构、集成工艺、算子算法等方向前沿探索和关键技术攻关。结合硅光未来产业培育，推动高校院所、科技企业、应用单位、基金机构加强合作，不断完善项目、平台、场景、资本一体化支持机制。
特别是，市科委会同市经信委等部门，积极推动上海集成光计算芯片与系统高质量发展，促进光计算技术在人工智能、科学计算等场景中加快验证和应用。截至目前，上海已构建起较为完备的集成光计算产业与科研生态。本地已有曦智、光本位等多家企业深耕光计算赛道，并配套建成12寸硅光产线与封装产线，硬件工业基础扎实。
同时，上海硅光未来产业培育行动方案深入推进。此次，全国首个校企联合的集成光计算芯片与系统市级重点实验室落地，将深度联动上海交大、复旦、同济、上科大等多所高校，以及产业界相关创新企业协同发展。这不仅进一步打通技术研发与产业应用的壁垒，更为上海光计算生态提质升级、实现产研深度融合搭建了全新的高能级协同创新平台。
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