我国成功研制全模拟光电智能芯片 工业仪器智能化转型成现实

我国科研团队在光电智能芯片领域取得重大突破，成功研制出世界头一款全模拟光电智能计算芯片（简称ACCEL）。 这一创新成果不仅为超高性能芯片的研发开辟了新路径，也使工业仪器仪表的智能化转型成为现实。

经过长期联合研究，岭东研究团队突破了传统芯片的物理瓶颈，创造性地提出了光电融合的新型计算框架。 实际测量数据显示，这款全模拟光电智能计算芯片在智能视觉目标识别任务中的计算能力可达到目前高性能商用芯片的3000倍以上。 这种性能优势给我国芯片产业带来了前所未有的机遇，有望引领我国在光电智能计算领域实现更多突破。 以下为详细报道：

经过长期联合攻关，清华大学研究团队突破了传统芯片的物理瓶颈，创造性地提出了全新的光电融合计算框架，并研发出了世界头一款全模拟光电智能计算芯片（ACCEL）。 据实际测量，该芯片在智能视觉目标识别任务中的算力可达到目前高性能商用芯片的3000倍以上，为超高性能芯片的发展开辟了一条新路径。 研究结果最近发表在《自然》杂志上。

近年来，如何构建新型计算架构、研发新型人工智能计算芯片已成为国际关注的前沿热点话题。 光计算利用光波作为信息处理的载体。 以其高速、低功耗等优点，成为科学界的研究热点。 然而，当计算载体从电转变为光时，仍然需要更换现有电子设备来实现系统级应用，面临诸多困难。

为此，清华大学信息科学与技术学院院长戴琼海院士、自动化系助理教授吴嘉敏、电子工程系副教授方璐、副研究员乔飞，结合光计算、纯模拟电子计算等技术，突破传统芯片架构。 数据。 转换速度、精度和功耗等物理瓶颈相互制约，提出了一种新的计算框架，有望解决大规模计算单元集成、光计算与电子信号计算高效接口等国际难题。

“我们利用全模拟信号下光和电的优势，避免模数转换问题，突破功耗和速度瓶颈。” 方璐表示，除了算力上的优势外，在智能视觉目标识别任务和无线人体系统（如自动驾驶）场景计算中，ACCEL的系统级能效（每台机器可以执行的操作数）单位）经实测，其能耗是现有高性能芯片的400万倍以上。 “这种超低功耗优势将有助于改善限制芯片集成度的芯片发热问题，有望为未来芯片设计带来突破。”

对工业智能化转型的积极影响：

提高计算能力：全模拟光电智能芯片在性能上具有显着优势，其计算能力可达到目前高性能商用芯片的3000倍以上。 这意味着工业仪器处理复杂数学计算、数据分析和模型预测的能力将大大提高，从而提高生产过程的效率和准确性。

推动技术创新：全模拟光电智能芯片的成功研发，推动了我国光电计算领域的技术进步，为相关产业提供了新的技术支撑。 企业可以利用该技术开发性能更高、更智能的工业仪器，以满足不断变化的市场需求。

降低能耗：与传统芯片相比，全模拟光电智能芯片能耗更低，有助于降低工业生产过程中的能耗成本，提高资源利用效率。

强化人工智能应用：全模拟光电智能芯片为人工智能算法提供更强大的计算支持，让工业仪器仪表更好地应用人工智能技术，实现自动化、智能化生产。 这将有助于推动我国工业领域数字化、网络化、智能化发展。

提高产业竞争力：全模拟光电智能芯片的成功研发，有助于提高我国芯片产业的竞争力，减少对国外技术的依赖。 同时，这一技术突破也将吸引更多国内外投资，推动我国工业产业高质量发展。

拓展应用领域：全模拟光电智能芯片的高性能和低能耗使其适用于更广泛的工业领域。 这将有助于推动我国工业仪器仪表在智能制造、无人驾驶、医疗健康等更多场景的应用，为产业发展提供新机遇。

总之，我国全模拟光电智能芯片的研发成功，不仅增强了我国芯片产业的竞争力，也为工业仪器仪表智能化转型和人工智能发展提供了有力支撑。 这一创新成果将为我国科技创新和产业升级注入新活力，助力实现全面建设社会主义现代化国家的目标。

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