Lightmatter
目前研讨光子集成电路的初创企业并不少，但他们的光子打算核心事理基本相同，打造一个用于通用矩阵乘法运算（GEMM）的光子矩阵，再集成DAC、ADC、跨阻放大器（TIA）和光电探测器（PD）等其他仿照和光电器件，来替代目前深度学习和科学打算任务中的其他ASIC硬件。
Envise芯片 / Lightmatter
Lightmatter在集成度上已经做到了很高的水平，乃至推出了8"x8"的晶圆级光子芯片。Lightmatter给出的性能指标也相称夸年夜，配有4个Envise光子芯片的做事器里，同时运行BERT机器学习模型，Envise做事器能实现比英伟达DGX-A100高三倍的推理性能和7倍以上的能效比。
Lightmatter在技能博客中先容了其事理。高速DAC卖力将多位数字旗子暗记转换成多电平仿照旗子暗记，再通过光调制器转换为光矢量输入。通过光子矩阵的打算后，输出光矢量经由光电探测器、跨阻放大器和ADC，重新回归数字旗子暗记。
Lightmatter强调高分辨率的DAC功率较大而且会占用较大的芯片面积，以是它们选择了等分辨率的DAC来担保性能。而且为了知足TIA在高动态范围和大带宽上的哀求，反馈电阻不能特殊大，TIA之后也要加一个额外的电压放大器。
曦智科技
去年年底，与Lightmatter可以称为“同门师兄弟”的曦智科技也发布了旗下首个产品，高性能光子打算处理器PACE。在PACE中，单个光子芯片集成了超了一万个光子器件，时钟速率达到1GHz。根据曦智科技的说法，PACE在运行特定循环神经网络时，速率可以达到高端GPU的数百倍。
PACE光子打算处理器 / 曦智科技
PACE包含了一个64x64的光学矩阵，由集成硅光芯片和CMOS芯片3D堆叠而成，从Cadence发布的视频来看，曦智科技的3D封装该当是基于Cadence的Integrity 3D-IC和Innovus平台打造与设计的。
曦智科技强调，靠光子矩阵的光子打算和光子互联，不仅可以实现更强大的并行能力和更低的延迟，能效上也与电子IC相称，工艺哀求却不高。以是对付数据中央等场景来说，是一个替代GPU的低本钱高性能方案。
大规模光子集成芯片专项
从以上两家公司的成果可以看出，对付光子集成电路来说，最主要的一个是打算，另一个是互联，前者担保了性能，后者担保了扩展性和延迟。要占领这些目标无疑须要更大的投入和研究，随着国外光子集成的研究已经起步，我国也早已认识到这一点，并在2016年启动了“大规模光子集成”芯片这一中科院计策性先导科技专项。
该专项分为三个目标，短期目标是在5年内，先办理目前集成电路面临的访存墙和I/O墙问题，互联交流带宽要达到3.2Tbps；中期目标则是利用大规模并行架构的光电稠浊打算芯片实现5万亿次矩阵乘加打算的处理能力，并以此开拓深度学习打算机；长期目标则是面向未来的量子打算，推出超大规模的片上网络，在特定算法上性能彻底超过电子打算。
很明显，这样一个专项任务是一个繁芜的工程，以是也分配给了半导体所、上海微系统与信息技能所、西安光学精密机器以是及打算技能所来互助完成。而该专项现阶段的结果已经达到了国际领先的集成规模，实现了单片集成15408个根本元件的16x16光学交叉矩阵芯片。
结语
除了光子集成芯片在设计上的创新攻关外，要想实现大规模集成，制备加工实在同样关键。目前虽然一些光通信和传感设备上的光子集成芯片已经借着成熟的CMOS工艺量产，但如何能在磷化铟或硅光器件上更进一步，将大规模的光子集成芯片制造和量产的本钱与难度降落，或许才是这些光子集成芯片公司在供应链上最该关注的问题。
