日本電子元件巨頭TDK公司于當地時間4月15日宣布，在光電融合領域取得革命性突破。
該公司研發的新型光子集成電路(Photonic IC)通過激光脈沖調制技術，成功實現每秒1.6太比特(Tbps)的數據傳輸速率，較現有電子半導體器件的處理速度提升達10倍以上。
這項名為"光子-電子混合集成技術"的創新，通過將光學信號傳輸與電子計算單元深度融合，突破了傳統半導體材料在數據傳輸速率和能耗上的物理極限。此外，該技術利用光子替代電子進行芯片間通信，使得單通道數據傳輸帶寬達到每秒1.6太比特，同時將能耗降低至傳統方案的1/5。
據TDK技術總監小林健二在東京記者會上披露，該技術核心在于將傳統電子器件的電荷傳輸模式轉變為光子振蕩模式，采用特殊設計的氮化鎵基半導體材料，成功將光信號調制時間壓縮至0.03皮秒級別，使數據延遲從現有系統的7.2納秒驟降至0.68納秒，同時能耗降低83%。
業內人士認為，此次突破的關鍵在于TDK研發的新型光子晶體材料。
這種基于氮化鎵的納米結構材料能夠在常溫下實現光子信號的高效調制，成功克服了光學元件體積過大、熱穩定性差等長期困擾業界的難題。目前，該技術已在東京大學人工智能研究所的試驗平臺上完成驗證，在GPT-4級別大模型的參數更新環節展現出顯著優勢。
市場研究機構ABI Research首席分析師詹姆斯·布萊克曼評論稱："這標志著半導體工業從電子時代向光子時代的轉折點。如果TDK能在2025年如期實現量產，數據中心的基礎架構將迎來根本性變革，大模型的訓練周期有望從數月縮短至數周。"
據悉，TDK計劃與臺積電、三星電子等代工廠合作開發專用產線，首批樣品預計2024年第四季度交付。公司同時宣布將在北海道建設全球首座光子-電子混合芯片工廠，初期投資達12億美元。
野村證券半導體分析師佐藤隆預估，若TDK能在2025年前實現量產，全球AI芯片市場格局或將面臨重構。
中國科技部則在最新發布的《AI基礎設施白皮書》中將光子芯片列為重點突破方向。分析人士認為，TDK的突破標志著全球半導體競賽已進入"后摩爾定律"的新階段，光電子融合技術或將成為決定未來AI產業領導權的關鍵賽道。
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