卡脖子的光刻机难题有解了？记者乌镇直击之江实验室展台黑科技

11月22日，互联网之光博览会正式在乌镇拉开帷幕，众多潮科技也揭开神秘面纱。去年的华为和中兴事件，让芯片成为了我国的卡脖子难题。这次互联网之光博览会，一批智能计算领域的最“芯”科技成果也集中展示。来自浙江的之江实验室，就展示了大规模光交换芯片和50纳米三维纳米激光直写与成像设备，有望破解“芯”难题。

在之江实验室的展台，有几枚指甲盖大小的芯片放在透明盒子里，边上写着“光交换芯片”。

“相较传统电子芯片，近年来逐渐兴起的光子芯片依靠’光子—电子’系统的协同运转，具有运算效率更高，信息传输量更大，自身能耗更低等优势特性。我们研发的这款光交换芯片仅为16.5X13mm大小，却能实现传统设备一个机箱体积的功能，而且能将端口切换的速度从现有的毫秒级、微妙级提升到纳秒级。未来，光交换芯片将为数据中心光网络提供新的器件支撑，赋能高性能计算。”之江实验室智能芯片研究中心研究专员唐伟杰介绍。

随着数字经济的发展及人工智能、大数据等技术的进步，各领域对计算力的需求大增，互联网数据中心增长迅猛，随之也带来能耗的急剧上升。之江实验室此次集中展示的智能计算系列芯片，瞄准的正是高算力、低能耗，以新型计算方式突破传统计算架构。

之江实验室研发的大规模光交换芯片基于颠覆性的硅基光电子大规模集成芯片技术，已突破多种半导体材料的芯片集成、超大规模光电子芯片制造和封装等技术瓶颈，实现了128X128端口的规模片上集成。

不仅成功研制了光交换芯片，之江实验室在芯片制造装置方面也取得了重大突破。以光子芯片为代表的未来技术领域需要进行三维、复杂、大面积的微纳结构加工。为了解决这一复杂加工问题，之江实验室直写式高通量纳米激光直写装置应运而生。该装置具有完全自主知识产权，在感光材料、光学系统等方面突破了一系列关键核心技术，已在亚50nm尺度上实现高通量的二维和三维纳米激光直写与成像，实现复杂纳米结构的大面积高速制备。项目负责人介绍说，“这一装置的研制，将为微机械、微流控等微纳结构器件的制备和纳米光刻技术的发展开辟新途径，实现芯片制造技术的自主可控。”

类脑计算是之江实验室正在突破的另一智能计算方向。实验室研制的类脑计算芯片已实现单芯片15万神经元、1千万神经突触的规模，通过手势识别、图像分类、脑电信号处理等多个应用验证了芯片的推理能力，最终将实现单芯片100万神经元的领先规模。此次同步展示的还有基于类脑芯片研制的亿级神经元类脑计算机。这是目前国际上神经元规模最大的类脑计算机，包含792颗达尔文2代类脑芯片，支持1.2亿脉冲神经元、近千亿神经突触，典型运行功耗仅需350-500瓦。同时，之江实验室与浙江大学的联合研究团队还研发了专门面向类脑计算的操作系统，实现对类脑计算机硬件资源的有效管理与调度。

面向无人车、无人机等自主无人系统的环境感知和目标识别的技术痛点，之江实验室还自主研发了W波段（频率在80-100GHz）高频毫米波雷达芯片。该芯片具有全天候、全天时获取丰富感知信息的能力，且能够适应雾、火灾、烟尘等极端情况，在安检、智慧交通、医疗诊断、多传感信息融合等领域具有广阔的应用前景。

除了芯片领域项目，之江实验室此次还展出了“之江天枢”人工智能开源平台、超细径智能内窥成像系统、600G太赫兹通信系统等成果，充分显示出实验室在智能计算领域的科研硬实力。

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