光子计算：硅基极限下，下一代算力的破局之路
说实话，现在大模型跑起来的算力缺口，能把整个硅基半导体产业逼得跳墙。每三个多月算力需求翻一倍，摩尔定律躺平快十年了，台积电把3nm做到快挤不出牙膏，还是填不上这个坑。所有人都在找硅基之外的出路。光子计算就是被叫得最多的那个。
硅基光子计算芯片晶圆实物图
现在绝大多数商用研发的光子计算，还是经典计算范畴，和光量子计算根本不是一回事。很多自媒体上来就混为一谈喊量子，纯粹是蹭热度骗流量。
它的技术边界其实很清晰：光子现在做不了复杂的逻辑运算，做不了通用CPU，只能干矩阵运算、AI推理这种高度并行的活。说白了，现在就是给GPU打辅助的，帮忙扛大算力场景的功耗压力。很多人吹什么取代硅基，那就是炒概念割韭菜，鬼才信。
数据中心光子AI加速卡测试场景
不过话说回来，现在整个产业还在早期，没有哪家能拿出大规模量产的成熟产品，都是小批量试点阶段。整个产业链都还没跑通，就是所有人都知道，这里可能是下一代算力的入口，先占坑再说。
卡脖子的瓶颈在哪？未来三到五年能走多远
现在光子计算要大规模落地，三个坎绕不过去。
第一个坎就是集成度上不去。现在光子器件的最小尺寸也要几百纳米，比硅基晶体管大了整整一个数量级，一片8寸晶圆做不了几块芯片，成本是同算力GPU的好几倍，根本没法铺开用。
第二个坎是稳定性差。环境温度变个几度，光子的相位就偏了，运算错误率直接往上飘，要不停校准，额外还要耗不少算力，有点拆东墙补西墙的意思。
第三个坎是产业链不配套。现在全世界的晶圆厂工艺都是给电子芯片调的，改产光子芯片要砸几百亿进去升级设备，谁也不敢轻易all in，都等着别人先踩坑。
再说说风险和需要提前考虑的治理问题。现在一级市场疯抢光子项目，随便一个有点论文的团队，估值就能炒到十几亿，很多项目连像样的样品都做不出来，纯粹就是炒概念，泡沫已经不小了，迟早要挤水。
治理层面其实没什么太突出的伦理问题，唯一要提前防的，就是如果光子的大规模并行算力真的做起来了，原来基于大数分解的RSA加密算法，破解难度会下降很多，整个互联网的加密体系都要提前换，这个是要提前布局的。
聊未来三到五年的判断，很简单：
三年内，只会在头部互联网厂商的特定AI推理场景小规模落地，占全球整体算力的比例不会超过5%，就是试水。五年内，能推广到大概15%左右的数据中心AI算力，核心定位还是GPU的加速辅助，不可能取代电子计算。低功耗的车载算力场景，可能会出现少量试点产品。
如果集成度工艺能在五年内突破到和硅基工艺兼容，那光子计算就能真正起来，拉开下一代算力革命的序幕。如果突破不了，那这波风口就是炒完泡沫，再回去蹲实验室，等下一波机会。
硅基的极限已经清清楚楚摆在眼前了，算力需求的膨胀也停不下来。光子计算不是什么包治百病的银弹，却是目前看来，最能打的备选答案。不用吹，也不用黑。慢慢等就是了。
光子计算到底是什么？别被自媒体吹晕了
核心逻辑其实很简单。电子计算靠电子在硅电路里跑，电子挤来挤去会发热，还只能一个通道排队跑，碰到大规模并行运算就堵。 光子不一样，不同波长、不同相位的光，可以在同一条光路里同时走，互相不干扰。天生就是吃并行计算这碗饭的。硅基光子计算芯片晶圆实物图
现在绝大多数商用研发的光子计算，还是经典计算范畴，和光量子计算根本不是一回事。很多自媒体上来就混为一谈喊量子，纯粹是蹭热度骗流量。
它的技术边界其实很清晰：光子现在做不了复杂的逻辑运算，做不了通用CPU，只能干矩阵运算、AI推理这种高度并行的活。说白了，现在就是给GPU打辅助的，帮忙扛大算力场景的功耗压力。很多人吹什么取代硅基，那就是炒概念割韭菜，鬼才信。
产业走到哪了？巨头和创业公司都在偷偷卡位
别觉得光子计算还远在实验室。其实已经有样品跑起来了。 去年国内创业公司曦智科技出的光子AI加速卡，已经放到某头部互联网厂商的数据中心实测，跑Transformer模型推理，功耗比同算力的GPU卡低35%左右，算力密度直接翻了一倍。这个数据已经足够让所有人动心了。 国外更不用说，PsiQuantum虽然主攻光量子，但把光子集成工艺往前推了一大步，已经能做到百万级器件集成。英特尔去年一口气收了两家光子芯片创业公司，台积电2022年就启动了集成光子芯片的试产线。 国内不光是创业公司，华为、中芯这些巨头也在悄悄布局光子相关的技术储备。没人敢落下这个赛道。数据中心光子AI加速卡测试场景
不过话说回来，现在整个产业还在早期，没有哪家能拿出大规模量产的成熟产品，都是小批量试点阶段。整个产业链都还没跑通，就是所有人都知道，这里可能是下一代算力的入口，先占坑再说。
卡脖子的瓶颈在哪？未来三到五年能走多远
卡脖子的瓶颈在哪？未来三到五年能走多远
现在光子计算要大规模落地，三个坎绕不过去。
第一个坎就是集成度上不去。现在光子器件的最小尺寸也要几百纳米，比硅基晶体管大了整整一个数量级，一片8寸晶圆做不了几块芯片，成本是同算力GPU的好几倍，根本没法铺开用。
第二个坎是稳定性差。环境温度变个几度，光子的相位就偏了，运算错误率直接往上飘，要不停校准，额外还要耗不少算力，有点拆东墙补西墙的意思。
第三个坎是产业链不配套。现在全世界的晶圆厂工艺都是给电子芯片调的，改产光子芯片要砸几百亿进去升级设备，谁也不敢轻易all in，都等着别人先踩坑。
再说说风险和需要提前考虑的治理问题。现在一级市场疯抢光子项目，随便一个有点论文的团队，估值就能炒到十几亿，很多项目连像样的样品都做不出来，纯粹就是炒概念，泡沫已经不小了，迟早要挤水。
治理层面其实没什么太突出的伦理问题，唯一要提前防的，就是如果光子的大规模并行算力真的做起来了，原来基于大数分解的RSA加密算法，破解难度会下降很多，整个互联网的加密体系都要提前换，这个是要提前布局的。
聊未来三到五年的判断，很简单：
三年内，只会在头部互联网厂商的特定AI推理场景小规模落地，占全球整体算力的比例不会超过5%，就是试水。五年内，能推广到大概15%左右的数据中心AI算力，核心定位还是GPU的加速辅助，不可能取代电子计算。低功耗的车载算力场景，可能会出现少量试点产品。
如果集成度工艺能在五年内突破到和硅基工艺兼容，那光子计算就能真正起来，拉开下一代算力革命的序幕。如果突破不了，那这波风口就是炒完泡沫，再回去蹲实验室，等下一波机会。
硅基的极限已经清清楚楚摆在眼前了，算力需求的膨胀也停不下来。光子计算不是什么包治百病的银弹，却是目前看来，最能打的备选答案。不用吹，也不用黑。慢慢等就是了。 
