КНР против США: поможет ли Китаю кремниевая фотоника?
Американский Центр стратегических и международных исследований выдвинул предположение, что новой вехой технологического противостояния КНР и Соединенных Штатов вполне способна стать кремниевая фотоника. Развитие данной методики поможет сделать передачу информации более эффективной, увеличить производительность полупроводниковых устройств, добиться весомого прогресса в сфере искусственного интеллекта.
Основное преимущество кремниевой фотоники перед классической электроникой – отправка данных при помощи фотонов, а не электронов. Комбинирование ее с другими разработками даст возможность создания вычислительных комплексов крупного масштаба, характеризующиеся огромной пропускной способностью, энергетической эффективностью, недоступной обычным микросхемам.
Интерес государственных ведомств КНР к фотонике объясняется не только ее техническими преимуществами, но и вероятной перспективностью для опережения западных разработок. Неудивительно, что исследования в этой отрасли получают значительное финансирование на правительственном уровне и обозначены как важнейшие пункты национальной программы экономического развития.
Мнения специалистов
Яо Ян, возглавляющий Институт национального развития университета Пекина, полагает, что стратегия американской стороны, касающаяся ограничения полупроводниковых технологий, выглядит весьма сомнительной, ведь именно фотоника – передовое направление, способное оставить далеко позади электронику.
Мэтью Рейнольдс, один из экспертов авторитетного ресурса TechNews, однако, не разделяет такого мнения. Он считает, что в ближайшее время основу рынка будет составлять именно электроника, а фотоника – восприниматься исключительно как ее дополнение.
Области применения
Считается, что основной сферой эксплуатации кремниевой фотоники станут оптические соединения. Замещение классических медных элементов более технологичными поможет многократно увеличить скорость передачи данных, добиться максимальной производительности комплексов искусственного интеллекта.
Фотоника также окажется полезной для развития процессоров. Методика применения световых сигналов для вычислений пока имеет некоторые ограничения, но ее перспективы выглядят очевидными.
Догнать и перегнать Америку
Чэнь Веньлин, специалист в области экономики одного из ведущих центров КНР CCIEE, высказал уверенность в том, что именно кремниевая фотоника – прорывная методика, позволяющая его стране опередить США.
Чэнь поделился информацией, что вскоре в Китае должно завершиться формирование первой линии по выпуску фотонных чипов. Это поможет наладить выпуск продукции с информационной емкостью, тысячекратно превышающей кремниевые аналоги, огромной вычислительной скоростью.
Большого прогресса в области фотоники добилось предприятие SinTone Microelectronics. Ее руководитель, Суй Цзюнь, особенно подчеркнул возможность проведения всех этапов производства внутри КНР, отсутствует необходимость в литографическом оборудовании с ультрафиолетовым облучением, находящемся под действием американских санкций.
Своими достижениями поделились ученые, представляющие университет города Цинхуа. Они сумели справиться с ограничениями, характерными для классических чипов, создать инновационную вычислительную схему, где совместной действуют оптические и электронные компоненты. Инновационный чип получил название ACCEL.
Главное достоинство ACCEL – вычислительная мощность, которая, при выполнении некоторых задач, в тысячи, а иногда – в миллионы раз превосходит самые мощные актуальные коммерческие аналоги. Отличный пример – визуальное распознавание целей, что востребовано в беспилотных летательных аппаратах.
О серийном производстве ACCEL речи пока нет, но китайские специалисты полагают, что в ближайшее время может быть освоен коммерческий выпуск. Причина такой уверенности – реальный потенциал чипа и его преимущества, которые окажутся особенно ощутимыми в системах промышленной автоматизации, беспилотных аппаратах, комплексах ИИ.