曦智科技 :致力于布局与打造包含芯片设计、核心算法、传输等在内的完整光子计算生态

2020-10-29

曦智科技——Lightelligence,是世界上第一家利用硅基集成光学网络进行人工智能计算的芯片设计研发公司。创始人沈亦晨博士领导的麻省理工学院课题组在2016年首次提出光学人工智能芯片的概念,次年成功完成流片并将研究成果发表在《自然-光子》杂志上。其核心在于以硅光子技术为平台的矩阵运算器,作为协处理器处理深度学习任务中大量的矩阵乘法。





泰有美元基金于2018年对曦智科技进行了投资。合投机构包括百度风投、真格基金、晨兴资本、顺为资本。


2019 年初,曦智团队发布了全球首款光子芯片原型板卡。


2020年4月,曦智科技完成2600万美元A轮融资。此轮融资由经纬中国和中金资本旗下中金硅谷基金领投,祥峰投资、中科创星、招商局创投等跟投,老股东百度风投和峰瑞资本持续加码。

曦智科技已经打造了一支近80人的精干研发团队,并与全球领先的晶圆厂、封装厂产线达成战略合作,全部准备工作基本就绪。云计算服务商、运营商、金融集团等将成为曦智科技的第一批客户。


近期,10 月 25 日由中国工程院、中国光学工程学会主办的 “第二届未来技术与颠覆性创新国际大会暨第 310 场中国工程科技论坛” 在杭州市盛大召开。这是一场业内顶级峰会,大会开幕由中国工程院工程管理学部胡文瑞院士进行主持,中国工程院原副院长、本次大会主席杜祥琬院士,第十三届全国人大常委、环资委副主任委员、中国工程院原副院长赵宪庚院士,及阿里巴巴技术委员会主席王坚院士在内的多名国内外知名学者、院士莅临参加。

 曦智科技CEO沈亦晨博士就 “光子芯片” 技术的发展和应用在主论坛作了精彩演讲。




随着时代的发展,诸如阿里巴巴这样的公司,拥有了越来越多的数据。人们可以基于此建立强大的人工智能模型,但与此同时,对计算机算力的要求也水涨船高。过去,硬件能力按照摩尔定律持续增长,算力方面的瓶颈还没有那么明显,但显然现在这个时刻,它开始 “失效” 了,硅基芯片开始逐渐到达物理极限,人们必须寻找更新、更高效的计算方式。
同时,超高算力的计算机在能耗方面的问题也日渐凸显。

现有的研究已经证明,光计算在处理某些问题时,能力明显优于电子运算,例如“矩阵乘法”,使用光可以基本上零延时、零能耗完成。而矩阵乘法对人工智能神经网络非常重要。实际上,很难找到比神经网络更加依赖矩阵乘法计算的实例了。

目前的实验证明,光计算实现人工智能的识别率已经非常接近于传统的电子计算机,并且仍然存在非常大的改进空间。整个计算过程是瞬时无能耗的,并且光计算的时钟周期可以比电子计算机提高约 100多倍。短期内,光子计算机作为一个整体与电子计算机基于通用 Benchmark,在相同的节点之下,前者大概领先后者 5 到 10 倍,在一些特定算法(如退火),光子计算机可以达到百倍的提升。


沈亦晨表示:“光子芯片提供了全新芯片设计架构思路,从把更多的处理同一任务的器件放在一起,到利用光学芯片作为传输,彻底颠覆原有的设计理念;此外,光子芯片激发人们对芯片性能极限的思考:当芯片性能极限不再受到工艺制程的限制,那么光子芯片的极限到底是什么?这种性能极限的突破对于应用场景意味着什么?这可能将会启发出更多新的想法。”

目前,曦智科技的光计算芯片由一个电子芯片和光子芯片垂直堆叠组成。沈亦晨说道,未来的光计算系统中,较大可能短期内离不开一块电子芯片,光子芯片可以理解为电子芯片的“地铁”,它帮助电子芯片分担包括线性计算、数据传输、内存读取这些相对耗时的操作。

最大的挑战来自于对于光计算芯片上光学器件密度的提升。以目前的科技水平和制造工艺,曦智已经可以做到在一个芯片上集成数万个基础光学器件。

未来,曦智的光电芯片会做成 PCIe 板卡,集成到云计算服务器中,为需要算力的场景如城市大脑、自动驾驶、智慧金融、新材料、药物研发等提供强大支撑。



沈亦晨表示:“我们的下一款芯片将会在性能上彻底颠覆现有的电子同类产品”。基于光子芯片速度快、损耗少、算力高、成本低的这些特点,很多面临性能瓶颈的深度学习场景将是这款产品大展身手的方向。


涵盖硬件到算法,曦智科技在未来2-3年将致力于布局与打造包含芯片设计、核心算法、传输等在内的完整光子计算生态。





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