光子计算：下一个十年，硅基之外的算力破局点

OpenAI跑GPT-4，需要上万颗A100显卡日夜不停转，一年电费烧掉几个亿。现在所有做AI的公司，最大的成本不是挖人，是买卡交电费。 硅基芯片按照摩尔定律走了半个多世纪，现在连3nm都快挤不出牙膏了，算力增长的速度远远追不上大模型参数膨胀的速度。所有人都在问，下一个算力突破口在哪？ 光子计算，就是最近站在聚光灯下的答案。

到底什么是光子计算？它不是用来取代电子计算的噱头

很多人一听名字就觉得，哦，把电子换成光子，什么都变了。 错。 光子计算的核心逻辑，其实是利用光子的天然特性，解决电子计算解决不好的问题。光子天生适合并行计算，不同波长的光子在同一条光路里跑，互相不会干扰，速度是光速，延迟远低于电子，能耗也低得多。你算一个矩阵乘法，电子要一个一个算，或者分几个核心算，光子可以几十上百路同时算，一步出结果。 光子计算AI加速芯片光路结构示意图 很多营销号吹光子计算要取代CPU GPU，纯扯淡。现在的光子计算，根本做不到通用计算的灵活调度，逻辑运算能力远不如成熟的硅基芯片。它的定位，从来都是硅基的辅助，而不是替代。说白了，就是给AI推理这种高度并行的矩阵计算做加速，把原来硅芯片干起来费电又慢的活，接过去干。 说实话，这才是务实的方向。搞那种虚头巴脑的“取代硅基”，除了骗投资人钱，没什么用。

产业进展到哪了？哪些玩家已经跑出来了

现在光子计算分两大路线：一条是光量子计算，走通用量子计算的路线，目标是破解加密、做药物分子模拟这种极端复杂的计算，现在还在实验室阶段，离产业化远得很；另一条就是经典光子计算，主打AI加速，这波风口其实就是炒的这条线，已经有产品落地测试了。 国外的巨头像英特尔、IBM都在押，创业公司里Lightmatter已经拿出了给数据中心用的光子加速卡，国内的曦智、博升光电也已经拿出了量产级的光子互连芯片，头部云厂商的智算中心已经在内测了。 那现在瓶颈在哪？第一个就是集成度。现在光子调制器的尺寸还是比晶体管大太多，一块光子芯片上才能放几个调制单元，想要干赢最新的GPU，密度还得提两三个数量级。第二个就是光损耗。光子在芯片里走一圈，总会有能量损耗，损耗大了信号就错了，你要放大信号就得加额外的能耗，把原来光子的优势抵消了不少。第三个就是成本。现在做一块光子原型芯片，工艺和硅基不兼容，得开新的产线，成本是同性能电子芯片的十倍不止，根本没人用得起。 智算中心光子计算加速卡安装实拍图 产业链上现在最受益的其实是上游的光器件厂商，晶圆代工、光芯片、耦合封装，订单已经开始涨了。说白了，哪怕下游的光子计算主机还没卖，上游先吃到红利了。 应用场景现在最明确的就是两个：一个是大模型的离线推理，还有数据中心的光互连，原来用电互连，带宽不够延迟高，换成光子互连，一下子就能把数据传输的能耗降下来；另一个就是自动驾驶的激光雷达点云处理，光子计算处理这种并行的信号速度快，低延迟，比电子芯片合适多了。

风险与未来三年的判断

风险与未来三年的判断 现在这个赛道热得过头了。去年一年国内新增了几十家光子计算创业公司，拿到融资的超过二十家，很多创始人本来就是做光器件的，转头就换个光子计算的马甲圈钱。说白了，资本太热，泡沫肯定有。 治理层面也有绕不开的问题。如果未来光量子计算真的成熟了，现在整个互联网基于RSA的加密体系都会被破解，银行转账、网络加密、区块链签名全部不安全，整个信息安全体系都要重构，这个问题现在全球都还没开始认真准备。 那未来三到五年，光子计算会走到哪？我个人判断，不会出现什么颠覆式的变化。 第一个确定的趋势：异构集成是主流，光子只会做加速，不会取代硅基。未来三五年你能看到的光子计算，一定是和CPU GPU拼在一起，放在智算中心里给AI推理降本，不会跑到你的手机电脑里。 第二个确定的趋势：会有小规模的商用落地，不会全面铺开。头部的一两家云厂商会先上小规模的集群测试，跑对延迟要求不那么高的离线推理业务，先验证成本优势，大规模商用至少还要五年以上。 不过话说回来，哪怕路很长，这个方向值得押注。硅基摩尔定律已经摸到天花板了，总不能坐着等算力用完吧？哪怕光子计算最后走不通，也得有人探路，对吧？ 现在别吹什么颠覆，也别一棍子打死说都是骗局，给它点时间，三五年后我们再看，到底是真破局，还是新泡沫。