Как Поднебесная научилась управлять светом
Китайские ученые нашли способ массового производства оптических чипов, на который США не могут наложить санкции. Для этого китайские исследователи разработали технологию, в которой используется недорогой материал — танталат лития.
Его же применяют для изготовления компонентов смартфонов. Аналитики уверены: этот метод может помочь Китаю обойти ряд ограничений, введенных США для ограничения доступа к передовым чиповым технологиям
Оптические чипы используют фотоны — частицы света — для обработки и передачи информации. Как правило, подобные чипы содержат сотни фотонных компонентов и в основном используются в волоконно-оптических коммуникациях или фотонных вычислениях — это новые технологии, которые позволяют повысить скорости передачи данных и снизить энергопотребление.
Оптические чипы используются в суперкомпьютерах и центрах обработки данных. Они могут быть изготовлены с использованием различных материалов: поток электронов (то есть электрический ток) преобразуют в фотоны.
— Однако промышленному использованию этой технологии препятствуют высокая стоимость одной пластины и ее ограниченный размер, — рассказывает Оу Синь, профессор Шанхайского института микросистем и информационных технологий. Профессор Оу вместе с коллегами из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне опубликовал большое исследование оптических микросхем в журнале Nature.
Команда профессора Оу из Национальной лаборатории материалов для интегральных схем выбрала новый полупроводниковый материал — танталат лития. Он намного дешевле тех, что ранее применялись для производства оптических микросхем. А значит, может стать по-настоящему массовым.
Причем этот материал не какой-то редкий и неизвестный. Китайские компании давно используют его, танталат лития, в коммерческих целях для радиочастотных фильтров 5G (а они есть в каждом смартфоне).
Как и в случае с электронными интегральными схемами, изготовление оптических микрочипов включает в себя нанесение рисунка на пластины. С той лишь разницей, что оптических микрочипы — это уже технологии не сегодняшнего, а завтрашнего дня.
Причем новая технология не только дешевая и доступная, главное — она неподвластна западным санкциям. А для Китая, где под санкциями сейчас многие технологические гиганты (включая Huawei, ZTE, Inspur, Loongson, Biren Technology, Moore Threads) сейчас это крайне важно.
Американцы, начиная с 2018 года, вводят все новые экспортные ограничения против крупнейших китайских корпораций. Тем самым США пытаются ограничить доступ Китая к передовым чипам и производственному оборудованию. Однако в случае с оптическими микрочипами такое не прокатит, пишет гонконгское издание South China Morning Post (SCMP).
Шанхайский институт микросистем и информационных технологий уже создал компанию Novel Si Integration Technology — это стартап, у которого есть все для массового производства 8-дюймовых пластин из нового материала. Причем шанхайский стартап уже разработал коммерчески выгодные методы производства микрочипов, которые обеспечивают основу для массово выпуска китайских оптических и радиочастотных чипов.
— И наша работа открывает путь к масштабируемому производству недорогих и крупносерийных электрооптических устройств нового поколения, — говорит профессор Оу в интервью South China Morning Post.
Китайцы так воодушевились исследованиями в области оптических чипов, что уже разрабатывают множество подобных микросхем. Например, графический чип Taichi, который будет в тысячу раз энергоэффективнее высокопроизводительного графического процессора Nvidia H100 GPU.
Занимается этим команда ученых из Университета Цинхуа под руководством профессоров Дай Цюнхая и Фанг Лу. Новый чип, основанный на движении фотонов, а не электронов, уже превосходит все известные в таких задачах, как обучение распознаванию изображений и генерация контента.
— Taichi прокладывает путь для крупномасштабных фотонных вычислений и сложных задач, — пишут исследователи в своей статье.
Оптический нейрочип позволяет распознавать текст с поразительной точностью (почти 92%, даже когда ему предлагают текст из 50 разных систем письма). Китайские ученые уверены: именно созданный ими вопреки американским санкциям Taichi — это основа для создания настоящего искусственного интеллекта.
Пока что все ранее созданные виды искусственного интеллекта остаются узконаправленными. Одни — создают картинки, другие — ищут информацию в Интернете, третьи — ведут беседу. А вот нейросети, построенные на фотонном Taichi, будут по-настоящему похожи на человека: они смогут одинаково хорошо выполнять любые задачи.
Оценили 17 человек
25 кармы