摩尔定律钝化,硅片或成新的突破口
核心产品11月6日宣布,美国芯片制造商Ayar Labs将接受3500万美元(约2.32亿人民币)的b轮融资,用于光互连芯片的开发和解决方案的商业化。
自2015年成立以来,Ayar Labs利用新的硅处理技术开发了高速、高密度、低功耗的光互连芯片,取代了传统的I/O格式。 简单来说,该公司希望利用光实现芯片间的数据传输,而不是传统的铜线传输。
Ayar Labs认为,该解决方案基于麻省理工大学、加利福尼亚大学伯克利分校和科罗拉多大学博尔德分校10年的研究合作经验,克服了半导体电力和性能伸缩的挑战和设备之间的互联带宽瓶颈。
2020年11月,Ayar Labs完成了2400万美元的a轮融资。 该轮融资结束后,Ayar Labs的融资总额超过6000万美元(约3.98亿人民币)。
Ayar Labs联合创始人Chen Sun、Alex Wright-Gladstein、Mark Wade (从左到右)
陈孙和Alex都是麻省理工大学的背景,据了解Mark Wade来自科罗拉多大学博尔德分校。
一、铜线是芯片晶体管发展的重要挑战
如何减小硅片内部的晶体管是推动计算机革命和电子工业发展的重要一步,但电子部件中晶体管之间的铜布线是发展过程中的重要挑战。
另一方面,布线中的电阻延迟(RC延迟)阻碍晶体管的收缩速度。 另一方面,即使使用由屏蔽材料构成的绝缘体,铜在小尺寸下也不可靠。
由于光产生的热比电少得多,所以光子电路对热的要求有限。 另外,光子电路可以减少延迟时间,不易受到温度电磁场噪声变化的影响。
因此,Ayar Labs着眼于光子电路的开发,设计小芯片和多波长激光器来代替基于电子的I/O。
除了Ayar Labs,Lightelligence (曦智科技)、LightOn、Lightmatter等芯片创业企业还在进行光学半导体相关的研究。
其中,与Ayar Labs一样,Lightelligence和Lightmatter的创立团队都来自麻省理工大学,公司都成立于2017年,Lightelligence成立于2020年(65128 )
二、功耗降低10倍,互联带宽密度提高一千倍
Ayar Labs的研究开发小组发现,这些小芯片在功耗降低10倍的情况下,可以将互联带宽的密度提高1000倍,在AI、云、高性能计算、5G、激光雷达等应用中使用了新的系统架构
例如,Ayar Labs的TeraPhy芯片理论上可以实现几十TB/s的带宽。 这主要是基于具有八个光信道的模块化多端口设计。
TeraPhy芯片的宽带电接口也可以连接到同步硅芯片(partner silicon )。
另外,TeraPhy芯片还有一个光源叫SuperNova。 SuperNova是光子集成电路,产生8或16种波长的光,对这些光进行多路传输,分配功率,最后放大到8或16个输出端口。
Ayar Labs的研究人员表示,SuperNova可以为256个数据通道提供光,最高带宽相当于8.192 TB/s。
“这些智能光学I/O芯片使SoC公司和系统集成商可以专注于核心功能的集成和过程扩展,同时将I/O任务转移到低功耗、高吞吐量和光学I/O。 》Ayar Labs的研究者说实现了逻辑链路和物理协作的系统。
结语:摩尔定律钝化,成为硅片或新的突破口
随着摩尔定律的发展越来越缓慢,越来越多的学术机构和企业试图通过新材料、新架构、新封装等方式,进一步推进半导体领域的创新发展,硅片是近年来的新研究方向。
但是,他们面临的挑战也不止于此。 研究开发完成后,使这些创新的产品和技术更好落地,推广真正降低社会工作和生活,也是人们应该考虑的问题。