在阅读此文之前，麻烦您点击一下“关注”，既方便您进行讨论与分享，又给您带来不一样的参与感，感谢您的支持！

冷战结束以来，美国在各行业都是世界顶尖，他凭借着自己的先发优势，掌握着世界最先进的技术以及人才。并为各行各业定下规矩，收取后来者的专利费，肆意的挥舞着制裁的大棒打压新兴的国家。

从日本东芝，到法国阿尔斯通，以及韩国三星。这些公司要么被美国打垮，要么被美国收购，每年的绝大多数利益分给美国。美国自然也不会少了对我国的打压，华为、中芯等企业全部被美国逼到了墙角，处境艰难。

法国阿尔斯通

但近日中科院宣布的一项重大技术突破让全体国人看到了弯道超车，打破美帝封锁的希望，各大互联网龙头企业掌门也来华访问。这就是光学卷积处理器，光子芯片技术的突破。

传统芯片的极限

谈到光子芯片，自然要先谈谈它与普通芯片的不同。传统芯片发展于上世纪冷战时代，那时的芯片有两条道路。一条是苏联方案，真空管组成的芯片。而另一条就是美国方案，也是现在被广泛使用的晶体管芯片。

晶体管芯片在能耗以及单位面积计算效率上远超于真空管芯片，但这并不意味着真空管芯片一无是处。真空管芯片有着晶体管芯片难以比拟的优势，就是它具备着可以抵抗核战争干扰的能力。这也是苏联这么设计的初衷，一切为了未来可能到来的战争服务。

九十年代以后，世界爆发全面冲突的可能性几乎没有，真空管芯片因为它的能耗与效率完全被市场淘汰，世界普遍选择晶体管作为芯片生产方式。晶体管芯片也迎来了飞速的发展时期，晶体管的体积也不断的缩小。

因为单个晶体管的体积越小，芯片上总晶体管的数量将会越多，同时芯片的性能就会越卓越。在几十年的飞速发展中，晶体管的体积从几百纳米以上一直下降到几十纳米，直到如今的台积电可以生产3nm的芯片。

似乎一直缩小晶体管的体积就可以在一枚芯片上集成更多的晶体管，继而获得更高的性能，但现实并不是这样的，因为晶体管的体积是有极限的。晶体管的制造原料为砂石中的二氧化硅，从二氧化硅中提取出硅来作为晶体管的原料。

硅虽然比其他的材料都要优秀，但是它的物理性质决定了它的极限，想要做出极小的晶体管是需要付出极大地代价的。到了个位数纳米级别的晶体管生产，人眼已经无法看清了，需要借助光刻机来进行制造。用光将晶体管投影到更大的平台上，接着才能继续下一步制造，但这个过程极度的消耗能源。

而且光在传播过程中是有消耗的，也就是晶体管的图像在投影出来后可能会变得残缺不全。这就需要再对光线进行分割，从光中分离出来稳定性较高的紫外线，才能保障晶体管投影的完整性。这个过程需要消耗的能量是难以估量的。

而且到了个位数纳米级别的芯片，继续向下突破所带来的效果也并没有多么明显，反而会造成极大地能源浪费。可能从4nm突破到3nm所提升的性能只有百分之二十以内，但消耗的能量却需要翻倍。可以说如今的晶体管芯片已经快要到达了物理学的极限，这条路已经快走到头了。

更何况以上只是站在单纯的市场角度来分析传统芯片的弊端，我国需要考虑的却不止市场因素。光刻机的生产是需要一整套产业链，上下游近万家企业提供最尖端的服务才能制造出来。到目前为止，世界上没有任何一个国家可以单独制造出先进的光刻机。

中美贸易战以来，美国裹挟着全球的盟友对中国实行光刻机禁运，并不允许芯片代工工厂给中国代工芯片。可以说现在的中国高端芯片被“卡脖子”是一个不想接受也不得不承认的事实，而且这个“卡脖子”还会持续一段时间。综合以上因素就决定了我国必须走出一条独特的芯片之路来。

光子芯片与卷积神经网络

光子芯片是在传统芯片之上发展而来的芯片技术，它是利用激光在硅光子器件中传递信号，实现运算，而卷积神经网络是一种人造的神经网络。它的原理并不难，利用的是七十多年前的冯诺依曼架构，由存储部分与处理部分两部分组成，实现对命令的处理与计算。

但这种处理方式有着一个严重的弊端，就是存储部分与处理部分是独立的两个部分，需要通过电信号打通两者之间的屏障。

电流在元器件的运动受到欧姆定律的影响，有两个问题，一是电流的运动速度会受到限制，二是电阻的存在使得电流有极大地损失。也正因如此才使得以卷积神经网络为原理的卷积处理器难以投入实际的生产使用之中。

中科院宣布的光学卷积处理器就完美的解决了这个问题，让存储单位与处理单位实现了互通有无。目前人类接触到的传递最快的东西自然就是光，而且光能够传递的信息量也是最大的。以最简单的例子，人们互相之间能够看到，并不是人们看到了对方，而是人们看到了对方身上的光。

光可以传递一切信息，它具有信息量大，速度快，消耗低的特点，是微电子与集成电路生产中的不二之选。本次中科院的技术突破便是在这里，利用光在卷积神经网络中打通存储单位与处理单位，实现即时传输处理。

光子芯片的性能在同等的单位面积之下，将是电子芯片的1000倍左右，它极强的计算性能与较低的功耗将成为未来人工智能的最佳载体。人工智能技术将是未来发展的主要方向，世界各大主要互联网头部企业都推出了自己的人工智能技术，这些人工智能背后都需要极强的算力系统作为支撑。

为了搭设自己的人工智能平台，各大企业都向英伟达购买了上万块处理器。这些处理器不仅要花费数不清的钱财，还要每日承担极大地能耗，而光子芯片将完美解决这个问题。这也是各个互联网巨头纷纷来华的原因，谁也不想在未来的时代大势之中落伍。

光子芯片为世界上其余国家带来的或许是更加突出的性能优势，但对我国来说却是打破封锁的希望。光子芯片的制造并不需要光刻机，中国完全可以独立自主的生产出光子芯片。其实中国根本不缺乏优秀的芯片设计，如同华为的海思集团，他们能够设计出毫不逊色于美国高通的芯片。

但无法独立生产光刻机就注定了中国在芯片行业上依旧会被“卡脖子”。据悉，华为在武汉投资的光子芯片制造厂已经完成了建设，今年不日就会开始投资生产。想必离打破美国限制，实现彻底崛起的那一天不远了。

西方意识形态一直宣传的科学无国界是一个很可笑的笑话，只有当我们威胁不到他们的统治时，科学才是无国界的，一旦威胁到他们，制裁的大棒将会降临。而我国一定要抓住这次光子芯片带来的人工智能大时代的机遇，一举实现弯道超车！