研究光子芯片的“天才少年”，打破美国封锁，有望解决缺芯问题

根据2017年中国集成电路产业分析，我国在移动通信和计算机领域的国产芯片，占有比例接近为零，就算到了2020年占有率有所上升，但也很低，我国在芯片领域的发展落后，主要原因是因为缺少先进的光刻机，那何为光刻机呢，简单来说，光刻机是制造芯片的核心装备，它的工作原理有点像相片冲印，需要把集成电路的精细图形，通过光线曝光印到硅片上形成芯片，但一台光刻机的造价十分昂贵，通常在三千万至五亿美元之间，光刻机的优劣直接决定了芯片的性能，而世界上只有少数几个国家拥有高端的光刻机，我国于2018年研发的光刻机，光刻分辨率才22纳米，继续完善后也只能达到10纳米，而在芯片领域发达的国家，早就已经在制造7纳米、5纳米的芯片了。

阿斯麦是世界上能生产7纳米芯片的最大半导体供应商，我国中芯国际在2018年就进口了该类型的光刻机，但因为美国的打压，光刻机迟迟未到，中国制造芯片之路仿佛被人扼住了脖颈，没了芯片我国高 科技 的发展将会受到极大的影响，大到航天航空领域，小到人们手上的手机，就比如说华为基于5纳米工艺打造的，麒麟9000芯片可能成为绝版，而缺少芯片带来的恶劣后果，直接影响了我们的日常生活和国家 科技 发展，不过就算是这样，中国也有无数科研人员正在努力，让中国芯片绕开美国的封锁，比如正在研究的光子芯片的技术，让中国就算没有光刻机，也可以制造出高端的芯片，其中有一位年轻有为的青年科研家，他所带领的团队研究的光子芯片，已初有成效，为中国缺芯的局面带来曙光，他就是麻省理工学院毕业的沈亦晨，今天就和大家聊聊沈亦晨其人，以及他又是怎么用光子芯片打破美国封锁，让中国缺芯局面可解的。

沈亦晨出生在浙江杭州，从小便聪明伶俐，对电器十分感兴趣，喜欢将家里的小电器拆了又装，观察里面的构造，而这也得益于他父亲的影响，沈亦晨的父亲是一位电力工程师，当别的孩子都在玩玩具车时，沈亦晨的玩具就是父亲工作时的各种器材设备，当别的孩子在看漫画书时，沈亦晨看的书就是父亲书柜里那些晦涩难懂的电路图，和电力物理书，在父亲的耳濡目染下，沈亦晨对这一行业拥有着强烈的好奇心，他喜欢去学习去 探索 ，读完高中之后，沈亦晨就前往新加坡和美国，在新加坡南洋理工大学和美国霍普金斯大学，攻读物理专业，沈亦晨就像一条游进了宽阔大海的鱼，如鱼得水，他的知识系统迅速被扩展，并且在纳米光子学领域增长了学识，为后来的光子芯片研究，奠定了坚实的专业基础。

在沈亦晨求学之路上，无论是读研还是读博期间，沈亦晨积极参与光学研究，他在《科学》杂志上发表了论文得到了业界的好评，除此之外他还发表过25篇顶级期刊的论文，还拥有着10项美国专利，沈亦晨对光学研究的孜孜不倦，让他得了一个“追光者”的外号，其实关于光学的研究与应用，在数十年间一直有在进行，沈亦晨在研究中也也发现了光子比电子更快，而且耗能也更低，如果能用光子替代电子，那将是史无前例的进步，但是由于光像是一个难以琢磨的孩子，行为难以预测，也就是光具有不可控性，所以关于光学计算的研究就十分具有挑战性，沈亦晨向来就是喜欢挑战的人，他喜欢一个个谜题在自己手中解开的感觉。

在2016年时沈亦晨创立了自己的第一家公司，主要立足于使用太阳能发电和移动电子显示的方向，接着沈亦晨觉得只研究表面无法得到突破，于是他又成立了一家公司 曦智 科技 ，该公司的目标是要生产出光子芯片，这也正式开启了沈亦晨研究光子芯片的道路，沈亦晨和团队在研究中，建立了一个光学神经网络架构技术，在此技术下架构出来的芯片，就是一个可以变成的纳米光子处理器，能够取代传统电子晶体管，改进电子晶体管的性能 延迟 功耗问题，如果这光子芯片能够研发成功，将会带来飞跃性的进步。

不仅是原电子芯片计算能力的一千倍，它的耗能还将低于电子芯片一百倍，可别小看这一百倍的降低耗能，现在 社会 追求的都是一个低耗能，节约一切资源长途发展，光子芯片能使得全球数据服务器的用电量大大减少，而且应用面也会更加广，对增强现实 自动化等领域助益极大，沈亦晨凭借着这个研究，在2017年将学术成果报告发表在了顶级期刊上，业界为之震动，纷纷夸赞，而沈亦晨在当年也拿下了，麻省理工和哈佛大学 科技 创新赛的第一名，2018年沈亦晨刚成立不到两年的曦智 科技 ，就获得了百度和美国半导体企业的投资，金额高达1000万美元，折合人民币6500万。

现在的沈亦晨还在继续研究光子芯片，他在前几年的突破性进展，为现在中国缺芯的僵持局面，撕开了一道裂口，力挽狂澜般辅助我国解决芯片问题，沈亦晨的曦智 科技 目前已经建立了，设备更为先进 功能更为齐全的光学实验室，全力研发光子芯片的相关技术，虽然一时半会儿还不能马上上线光子芯片，但是只要开始永远不晚，正是有像沈亦晨这样优秀的青年人才，有决心有毅力，热爱学术研究，并且能够将理论与实际结合，勇于担当起兴国重任，才让我国现有的芯片技术快速发展，如今我国7纳米GPGPU芯片已经面世，中芯国际也在进军7纳米SOC芯片的研究，相信在未来，我国一定会“芯心满满”。

1、曦智科技（Lightelligence）

曦智科技专注光子计算芯片设计，2018 年曦智科技成立；2019 年 4 月，其发布了全球首款光子芯片原型板卡，并通过流片验证。根据 CB Insights 的数据，其已获融资总额近 4000 万美元，是全球光子计算芯片领域融资额最高的公司。

2、鲲游光电（North Ocean Photonics）

鲲游光电成立于 2016 年，专注于晶圆级光芯片的研发与应用，致力于探索通过半导体工艺与光学工艺的融合，以半导体晶圆思路设计、制成纳米级、低成本的光学芯片。其主要关注 3D 成像系列、AR 及新型光学显示系列、5G 高速光通讯模块系列。

3、长光华芯（Everbright）

长光华芯主要致力于高功率半导体激光器芯片、光通信半导体激光芯片、高效率半导体激光雷达 3D 传感芯片及相关光电器件和应用系统的研发、生产和销售。是全球少数几家研发和量产高功率半导体激光器芯片的公司。

4、纵慧芯光（Vertilite）

纵慧芯光专注于光通讯专用 VCSEL 芯片、3D 传感专用 VCSEL 芯片的标准品开发，以及基于行业需求定制芯片和解决方案，其已作为 Mate30 Pro 前置和后置 TOF 供应商进入华为的供货商系统。

5、陕西源杰半导体（Yuanjie Semiconductor）

陕西源杰半导体关注光通信用半导体激光器芯片的研发、生产和销售。主要从事开发可靠性高的光通信激光器；其可独立进行外延到芯片端的设计与制造，是国内少数具备电子束技术设备的公司。

光芯片的原理：

光芯片是用来完成光电信号转换的，相当于信息中转站，它在移动设备上属于一个核心设备，工作原理是是一个将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一的芯片中，通过给磷化铟施加电压时产生的光束，可以驱动其他硅光子器件进行运作。

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