新型三维光电子芯片能效和带宽创纪录

来自美国哥伦比亚大学和康奈尔大学等机构的科学家，深度融合光子技术与先进的互补金属氧化物半导体电子技术，携手研制出一款新型三维光电子芯片。这款芯片实现了前所未有的数据传输能效及带宽密度，为研发下一代人工智能（AI）硬件奠定了坚实基础。相关研究论文发表于新一期《自然·光子学》杂志。

研究团队最新研制的这款三维芯片面积仅0.3平方毫米，其上集成了80个高密度的光子发射器和接收器，能提供800吉字节/秒的超高数据传输带宽以及每传输1比特数据仅消耗120飞焦耳的卓越能效。

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新型三维光电子芯片（艺术图）

同时，新芯片的带宽密度为5.3太字节/秒/平方毫米，远超现有基准。而且，最新芯片的设计架构也与现有半导体产线高度兼容，有望实现大规模生产。

光作为一种通信媒介，能以最小的能量损失传输大量数据。这一特性不仅引发了基于光纤网络传输数据的互联网革命，也有可能显著扩展计算能力。如果计算机网络的各个节点之间能够实现更高效的数据通信，AI技术发展的面貌有望焕然一新。

最新芯片集成了光子技术，这种超节能、高带宽的数据通信链路，有望消除空间上不同计算节点之间的带宽瓶颈，促进下一代AI计算硬件的研发，为实现更快、更高效的AI技术开辟了新途径。此前由于能耗和数据传输存在延迟现象而无法实现的分布式AI架构，也将因此得以实现。