半导体芯片

各种电子元件在现代社会变得越来越多，可以说电子化进程基本就决定了一个国家的先进程度。因此，对于和电子元件息息相关的领域，就成为各国都在着重发展的重点，尽管中国在这一领域的发展稍微有些落后，但根据近日的新闻报道来看，我们在这一领域似乎有了新的突破。

我们都知道，受制于摩尔定律，提升信息技术载体的存储密度与运算速度目前已经到了瓶颈状态，这也就要求我们不得不寻找新的载体。在这种背景下，科学家们也将目光从“电”转向了速度更快的“光”，在这种概念下，有科学家提出了“光子芯片”的概念。

我们知道，电子元件的核心部件之一就是芯片，它的性能就决定了电子元件的性能，因此对于芯片的研发，也是电子元件发展当中的重中之重。近日，《科技日报》的记者从南京理工大学得到消息，该校蒋立勇教授团队提出一种新方法，让我们离光子芯片更近了一步。

“光子芯片”概念图

​据介绍，蒋立勇教授团队立了功，提出一个方法，实现了表面等离激元空间编码功能，从理论上为多功能、多自由度调控的光子芯片的应用创造了可能，而下一步就是将其应用到实践当中，从理论化为现实，令我们在光子芯片领域有新的突破。

一般情况下，人们可以通过精确调控光子行为让光实现数据的存储与运算，但目前主流的全光相干调侃，采用的是“面外”对称入射进行相干调控，由于其本身的局限性，这种调控模式在空间选择性及集成性等性能指标都有所欠缺，这也让光子芯片的发展受到了局限。

而蒋立勇团队则以表面等离激元模式相干机理为理论基础，创新性地提出了“面内”全光相干调控这样另辟蹊径的方法，直接绕过了“面外”所存在的局限，完成了新的突破。同时这个新方法也能让我们在尺寸更小的芯片上，通过全光调控加载更多的功能，使芯片拥有更大的存储密度以及更高的运行效率，而这也将是未来芯片的发展趋势。

“光子芯片”概念图

根据一些报道我们可以知道，光子芯片的计算速度几乎是普通电子芯片的1000倍，而功耗却只是有它的百分之一。其未来在智能机器人、无人机等领域都将有着广泛的应用。目前国内第一个研究光子人工智能芯片研究团队，由清华、北大、北交大等多所高校的在校博士生组成，该团队负责人表示，未来芯片主要还是针对人工智能领域的应用与发展，并预计在2022年将光子芯片运用到云端。

同时他还表示，国内光子芯片设计方面的能力很强，同时光子芯片可采用国内130nm微电子工艺加工，也摆脱了对于国外高制程光刻机的依赖，无需在工艺制程上进行追赶。因此光子芯片也可以说是我国在芯片领域换道超车的核心技术。（智忠）