上个月9月23号在南京逛软博会，挤在人堆里凑到一个展台前，本来以为又是那种吹得天花乱坠的国产芯片宣传，结果工作人员举着个巴掌大的透明塑料盒凑过来，说这里面跑的芯片，没有电子。
我当时愣了三秒。
没有电子？那靠啥算题？
不是什么”用光当电”的玄学
别听网上有些博主扯什么”光子芯片速度是电子芯片的1000倍”，我当时追着那个展台的博士问了快二十分钟，人家头都摇歪了——哪有这么简单。
我们现在用的所有CPU、GPU，本质上都是靠电子在硅片刻出来的纳米级沟道里跑，电子跑的越快，碰到沟道壁的电阻越大，发热就越严重，现在你看高端GPU跑起来能到90度，本质上就是电子的”体力上限”到了。
光子计算的思路，根本不是把电子换成光当”跑腿的”，而是用不同波长的光当独立的信号通道。就像你在一根直径只有头发丝几十分之一粗的波导里，同时让红、绿、蓝、橙好几种不同波长的光一起跑，每一路光都单独携带自己的信息，互相不干扰，也不会因为跑的路太长就和谁撞出热量。
说个最直观的对比：传统电子芯片，一个通道同一时间只能传一个0或者1的信号，但是光子芯片，同一个波导里能同时跑几十种波长的光，相当于把单车道直接改成了几十车道的高速路。
爽是真的爽。
但这里有个最容易被自媒体忽略的点：光跑的快，不代表所有计算都适合用光做。
现在的光子计算，其实是个偏科生
说实话我当时听到这的时候第一反应是，合着练了个偏科的体育生，长跑破世界纪录，但是做数学题连小学应用题都搞不定？
真的没夸张。
光在做乘加运算的时候效率高到离谱——尤其是那种成千上万组数字同时做乘法再加起来的矩阵运算，刚好是现在AI大模型训练、图像识别最需要的计算类型，不同波长的光在交汇的节点上自动完成能量的叠加和衰减，直接把计算结果算出来，根本不需要像电子芯片那样一步一步算。
但光有个致命的短板：做不了逻辑判断。
什么叫逻辑判断？就是你写代码的时候最常见的”如果A大于B，就执行C，否则执行D”这种分支操作。电子晶体管做这个太简单了，加个电压就导通或者截止，想怎么跳就怎么跳。但是光呢？你要让光判断”我现在的强度够不够阈值”，得加一堆额外的光探测器、调制器，算出来的延迟比电子芯片还高，功耗也下不来。
之前翻MIT团队2020年发在《自然》上的工作，同规模的矩阵运算单元，光子结构的静态功耗比同工艺的CMOS电子单元低两个数量级——注意是静态功耗，不是跑满负载的总功耗，很多自媒体之前把这个数据吹成总功耗差100倍，纯纯误导。
服了。
所以现在行业里根本没人想着用光子芯片做通用CPU，都是盯着”协处理”的定位：专门扛那些大规模的矩阵乘法计算任务，剩下的逻辑调度、内存读写、分支判断，还是交给传统的电子CPU、GPU来做。就像你平时剪视频的时候，重的渲染任务扔给台式机的独立显卡，自己的笔记本还是负责剪片子、调参数，各干各擅长的事。
别等”光子电脑”，先等”光子加速卡”
我之前跟一个在中科院做光电子的朋友吃饭，他说现在行业里最实在的目标根本不是做消费级的光子电脑，是先把数据中心里的AI加速卡换一批。
为啥？
因为数据中心本来就有精密的恒温系统，本来就布了满屋子的光纤，光子芯片最头疼的两个问题——温度漂移、光信号耦合，在数据中心的场景里根本不算事。你想啊，现在数据中心的服务器本来就24小时恒温25度，光的波长对温度的敏感度是每度飘0.1纳米，在恒温环境下，信号根本不会乱飘。耦合的那点成本，摊到几万台服务器的集群里，连个零头都算不上。
那消费级的应用什么时候能来？
肯定有人要问，那我什么时候能用上不用插风扇的光子笔记本？
别想了。
现在的光子芯片，要把光从外面耦合进芯片里，得用精密的对准设备把光纤和芯片上的耦合口对齐，误差不能超过100纳米，这种工艺现在根本没法塞进你手里的手机或者轻薄本里——你总不能让用户每次换个电脑，都拿个实验室的对准台去插光纤吧？
还有制造的问题，现在的光子芯片生产，虽然很多步骤和传统CMOS工艺兼容，但是涉及到光波导的刻蚀、调制器的制备，还是要单独的工艺线，现在全球能流片的光子芯片产线就那么几条，产能根本跟不上，成本摊不下来。
就现在的迭代速度，你要是经常跑本地大模型，可能三五年内就能看到市面上卖的带光子加速模块的台式机，专门帮你跑本地的图像生成、大模型推理，功耗低，发热小，跑个7B的模型可能风扇都不用转。但是想让你的笔记本、手机全换成光子芯片？至少还要等十几年，别被那些投资圈的通稿骗了。
那天在南京展会上，临走的时候那个博士给我塞了个宣传页，上面印着他们团队做的第一块流片成功的光子芯片，边缘还有点因为工艺不完美留下的毛边。
说真的，现在每次看到网上把光子计算吹成要马上颠覆整个半导体行业的内容，我就想起那个毛边。
技术哪有什么一蹴而就的神话，都是一群人在实验室里一点点磨出来的。对了，那天从展馆出来，旁边的梧桐树飘了好多叶子在我肩膀上，风里全是巷子里飘来的糖炒栗子的香味，突然就觉得，技术的进步其实跟这秋天的风一样，你说不准它什么时候吹到你身边，但等你真的感觉到凉的时候，季节早就变了。
作者|科技
排版|科技
审核|小准