“AI开始展现出思维链能力,这意味着AI在给出答案前,需要消耗大量的算力进行多步推理、反思和规划。”
在CES发布会上,英伟达CEO黄仁勋关于算力需求的话音刚落,在大洋彼岸的中国就传来了算力技术革命突破的大新闻——玻璃光计算芯片迎来重大进展!

或许你已经猜到了,主角就是光本位。相信不少朋友都看到了这个新闻,近日光本位科技宣布玻璃光计算芯片研发获重大突破,以玻璃替代硅作为芯片衬底,有望打破传统硅光平台的性能瓶颈。该芯片采用相变材料与玻璃衬底集成技术,200mm×200mm规格算力达2600POPS,是谷歌TPU的1400倍、英伟达H200(非稀疏化)的1300倍,能效比超1000TOPS/W,较传统AI推理芯片提升200倍以上。
这些概念和数字可能会把读者绕晕,这些到底是啥啥啥?为什么会被各大媒体广泛报道?

别着急,我用1分钟给读者朋友把逻辑和概念厘清楚。
大家都知道,人工智能时代,不管是训练大模型、自动驾驶识别路况,还是手机跑复杂AI功能,都需要海量算力,算力已经成为AI时代竞争的核心。而现在的硅基电子芯片(我们手机、电脑等设备用的都是硅基芯片),电子传输会发热甚者“堵车”,算力提升越来越难,这就像一条挤满车的公路,再宽也有上限。
所以这几年算力的提升幅度就像挤牙膏一样,以我们熟悉的智驾行业为例,华为、理想、小鹏、蔚来等企业,算力做到了500到2000TOPS,就已经是行业标杆了,而且是多块芯片叠加的结果。
聪明的你或许想到了一个方向:既然硅基芯片有这样那样的限制,那就想办法实现光速传输啊!
没错,下一个发展方向就是光芯片。光芯片靠光子传数据,速度快、不发热、不干扰,能轻松实现超大算力。到这里或许有人要问了,那实现光芯片落地,需要啥材质承载呢?这个问题困扰了全球科学家多年,试验了多种材料,比如磷化铟、薄膜铌酸锂等。直到这次光本位实现玻璃衬底突破,才让业界看到这项技术商用的无限可能。
玻璃光芯片,相当于给光子铺了超顺滑的专用跑道,还能搭出三维“信息立交桥”,让更多数据同时跑,完美适配未来AI对算力的爆发式需求,这就是它的核心突破价值。
所以,光芯片相比硅芯片,压根就不是弯道超车,而是完全换了一条赛道。
值得一提的是,这项突破早已不是实验室概念:光本位成立三年已完成五轮融资,获得国资基金加持,第一代光电融合计算卡已拿到大模型公司订单,第二代产品更是对标英伟达旗舰。就在上周,上海市委书记陈吉宁还察看了这款玻璃光计算芯片,而上海本身就聚集了全国半壁江山集成电路创新资源,为技术落地提供了完善的产业链支撑。这一系列信号都说明,玻璃光芯片已经具备大规模商用的条件。
01
锚定AI推理黄金赛道,
开启全光时代
光本位科技的光计算产品,精准瞄准了AI产业的核心刚需——AI推理场景。小到语音助手的实时应答,大到智驾系统的路况识别,推理贯穿了AI落地的每一个环节。
据预测,到2030年推理将占据全球AI计算总量的75%,对应的市场规模高达2550亿美元,这无疑是一片万亿级的蓝海市场。
资本的嗅觉向来敏锐。在多数光计算初创企业还在为融资绞尽脑汁时,成立仅三年的光本位科技已完成五轮融资,头部VC、国内互联网巨头、上海苏州两地国资基金三类资本争相入局。更值得关注的是,光本位并未止步于单一芯片,而是提出打造下一代全光计算系统的目标。
也就是让所有AI计算任务都通过光来完成,一举打破算力、能效比与计算效率的三重天花板。无独有偶,上海交通大学近期也在全光计算芯片领域取得突破,产业与学术的同频共振,似乎正在宣告:一场堪比新能源汽车的AI算力革命,正悄然拉开序幕。
02
玻璃衬底击穿硅基瓶颈:
1400倍算力+高能效比突破
1400倍算力、200倍能效比、存储6.5亿个计算单元……这组惊艳的数字,是玻璃光计算芯片交出的成绩单,而其核心突破,正是用玻璃替代硅作为芯片衬底。
此前,全球光计算企业都选择硅基平台,只因它能兼容成熟的CMOS工艺,但硅的物理局限也显而易见:芯片矩阵规模从64×64升级到128×128,足足耗时三年。
光本位联合创始人程唐盛曾在牛津大学攻读材料科学与工程博士,期间带领团队开发了新型相变材料,并实现了相变材料光芯片大规模集成。为什么光本位科技选择用玻璃代替硅再次掀起科技革命?在程唐盛看来这是要让光计算产品在性能上远超世界上现有用于AI推理场景的主流电计算产品,只有这样AI计算才会迎来“光的时代”。
玻璃拥有平整性、热稳定性、宽光谱透明等天然优势,连英伟达、英特尔等巨头都在探索用玻璃提升产品性能。更关键的是,玻璃能通过纳米压印工艺突破硅基芯片的尺寸限制。硅光芯片最大只能做到32mm×25mm,而光本位的玻璃芯片直接做到200mm×200mm,轻松容纳更多计算单元。
据程唐盛介绍,200mmx200mm的玻璃光计算芯片算力可达2600POPS,是谷歌TPU的1400倍,是英伟达H200(非稀疏化)的1300倍,根据AI推理市场需求和工艺发展趋势预测芯片尺寸仍有数倍扩大空间。

能效比方面,光本位科技利用相变材料的非易失性实现了光计算芯片零静态功耗,只需一次电驱动即可执行完一个AI计算任务。由于玻璃的非线性光学效应极弱,因此光的波导传播损耗极低,在芯片设计时可选择小功率的激光器,此外玻璃在介电损耗、透光率、平整性、热稳定性等方面的优势也能进一步降低芯片功耗。程唐盛预测,200mm×200mm玻璃光计算芯片的能效比可以超过1000TPOS/W,相当于TPU的200倍以上。

同时,“存算一体”架构让计算单元直接变身存储单元,6.5亿个单元可存储海量模型参数,彻底打破冯·诺依曼体系的“内存墙”,数据无需反复读取,算力自然快到飞起。
03
玻璃光计算:
定义下一代AI算力规则
玻璃光计算芯片的突破,只是光本位科技的“第一步棋”,其终极目标是拿下下一代AI计算技术标准的定义权。
目前,光本位已完成光波导等光学器件在玻璃上的制备验证,波导损耗甚至低于硅光平台,还打通了上下游产业链——上游与纳米压印厂商联合优化工艺,下游与大企业形成“研发-应用”双向反馈机制,为全光计算系统的落地筑牢基础。
所谓全光计算系统,就是让光信号在光域内完成反复计算与动态暂存,改变光计算只能做“单个计算核心”的现状,使其成为能直接运行完整大模型的计算平台。对比传统全光计算的两种思路,玻璃方案的优势堪称碾压:它既解决了三五族平台晶体管密度不足的问题,又突破了固定场景的应用限制,芯片参数可根据不同模型实时调整,适配性更强;同时,玻璃的低翘曲率、低热膨胀系数特性,能轻松集成不同平台芯片,满足全光计算的复杂需求。

对于光计算的未来,程唐盛认为,玻璃光计算芯片将改变当今光计算产品的“电主光辅”架构,形成“光电融合,以光为主”甚至“全光”的计算集群架构,而光本位科技的“星辰大海”是为不同类型用户提供全场景覆盖的全栈光计算解决方案,小到给C端用户提供50P+算力的玻璃光计算盒子,等同于一个家用小型数据中心,可以驱动人形机器人等,也可以为大模型公司等提供500P+算力的“光算+光连”方案,甚至可以为政府或者大型企业通过“光算+光连+光传”方案建设一个5000P+算力的大型数据中心。
这场以光为主的算力革命,或将让中国企业在全球AI竞争中,进入舞台中央。