沒有光芯片,何談 5G 與 AI ?

2019年8月19日,由題跋派和IEEE攜手舉辦的《5G時代,人工智能新機遇》分享會,在華為北京研究所正式召開。

現場,多位行業專家、企業高管以獨特視角該議題進行拆解剖析,并闡述自己對5G以及人工智能技術的看法和觀點。

其中,中科創星創始合夥人兼聯席CEO米磊博士,發表了以《光電芯片引領5G和人工智能時代》的主題演講,以下為經授權後、由CSDN整理的演講實錄。

米磊:

大家好,我是米磊!

首先,我認為全球每60年,會經曆一個科技革命周期。無論是蒸汽機革命、還是電氣革命、還是集成電路革命,基本上是以60年為周期。

任何一項技術,經過60年的發展,往往會達到一個技術瓶頸,而技術的擴散周期也是60年。

每一次經濟危機,本質上是上一輪科技革命的紅利結束,它會導緻産能大量過剩,進而引起今天人類所面臨的經濟環境和政治環境變化,其本質是由集成電路革命、以及摩爾定律失效後,帶來的經濟下滑所引起的。

和上一次科技革命紅利消失,帶來了二戰一樣,這次的全球經濟和政治格局的不穩,本質上是因為集成電路和摩爾定律失效帶來的。

沒有萬物互聯,就沒有人工智能

過去60年,世界上的主要産業之一是IT産業,今天的科技巨頭,基本上都是IT公司。未來至少在20年内,IT仍是一個主要産業。但是,IT産業會從電轉換到光。而且,人工智能應該會取代互聯網。

從大方向來看,人工智能是下一個時代的代表。但是,人工智能的基礎設施,首先是萬物互聯。如果沒有物聯網和萬物互聯,人工智能時代是不會帶來的。就跟互聯網之前首先是光纖通信時代一樣。如果通信沒有解決,就沒有通信網絡。

從90年代到2000年,如果沒建通信網絡,就不會有互聯網時代。過去幾年,大家都說人工智能時代要來了。但是現在,人工智能熱潮,反而稍微有了些衰退。我認為,其核心是基礎設施沒鋪設完,而這個基礎設施就是物聯網。

5G是萬物互聯的基礎設施,而光電芯片是5G的基礎設施

那麼,物聯網的基礎設施是什麼?5G是物聯網的基礎設施,它的三大特性是:

1、超高速度,可解決流量問題;

2、超低延時,可解決實時性問題,雲計算可以實時運算;

3、超大連接,隻有5G才能讓所有的傳感器都連到網上。

5G和物聯網,是人工智能的基礎設施,隻有把5G做出來,才有未來的人工智能時代。

從上世紀70年代的集成電路,到80年代的軟件、90年代的光通信,再到2000年至今的互聯網,未來下一步就是物聯網和人工智能。

現在人類正處于基礎設施建設階段,人工智能時代先得把基礎設施建好,才能有人工智能時代的到來。5G是萬物互聯的基礎設施,而光電芯片又是5G的基礎設施。

在90年代到2000年的時候,美國回報最高的行業是光纖通信行業,ROI(投資回報率)可以在百分之百以上,最高可達272%。

為什麼回報這麼高?因為克林頓在1993年上台時,開始修建美國信息高速公路。美國通過修建國家信息高速公路,走出了70、80年代的經濟危機。

經濟上升,就是這樣通過科技革命來實現的。于此同時,美國還完成對日本的擺脫。

80年代,美國當時被日本打得節節敗退,從汽車産業、半導體産業、到家電産業,這三大當時的支柱産業,基本上都被日本公司侵占,所以美國當時危機感很強。美國分别采取金融戰、貿易戰和科技戰,最後通過科技戰,把日本打下去。

在信息産業時代,日本公司基本上沒有科技巨頭,而這也是美國今天之所以要打壓華為的一個重要原因。因為如果讓中國在5G方面、以及基礎設施方面領先的話,美國就無法在互聯網産業上領先全球。

今天,中國的5G基礎設施,建得比美國還好。如果繼續保持這樣,那麼美國在人工智能時代所有的科技應用,一定沒有中國做得好。所以,中國一定會在人工智能時代,完成對美國的超越。

美國打壓華為,最核心的正是科技之争,而硬科技戰的核心勝負因素就在于5G。

5G最核心的還是光芯片

美國打壓5G最核心的是打壓什麼?一個是對中興禁運的清單,一個是對華為禁運的清單,這裡面有50%、60%都是光芯片公司。

而且,這次對華為禁運的清單裡面,損失最多的前5家公司中,有4家是光芯片公司。所以,5G最核心的還是光芯片。

大家可以看到,這裡面其實最主要的就是光模塊的需求,一個是5G的基站裡面要用到25G的光模塊(前傳),數據中心現在已經到了100G、400G,這裡面對光模塊的需求量是越來越大。

所以,無論是前傳、中傳,這裡面都有大量的光芯片,根據中信證券的報告顯示,增長最快的是天線、光模塊、無線小基站,這裡面要用到大量的光芯片。

全球頂尖公司一直在布局光電芯片領域。任正非在2019年的采訪中說,華為在英國買了500畝地,就是要做光芯片,因為光芯片現在是核心,所以華為在之前也收購了英國幾家CIP公司。

2019年,思科已經收購了矽光公司Acacia,現在思科還在不停地收購相關公司,蘋果也在開始收光傳感器的芯片公司。

所以,從以往四次的科技革命來看,它的演進其實就是從機電光算開始的。

第一,機械革命。第二,電氣化革命。第三,以集成電路和光纖通信帶動的信息革命,第四,光電芯片帶動的人工智能革命。

信息時代從集成電路到PC軟件,從光纖通信到互聯網這四波的創業浪潮,帶動了信息産業的革命,而到了人工智能時代,就一定是集成光路,光芯片加人工智能,這是一個新的革命。

光電芯片是人工智能時代的基礎設施

光電芯片是人工智能時代真正的基礎設施,是5G和物聯網的基礎設施。

大家都以為,5G就是無線通信。2018年,中國電信的前總工韋樂平曾說,現在整個5G的競争,已經演變成一場光纖基礎設施之争。

無論是移動、電信、聯通,現在拼的不是基站數量,而是光纖通信的流量有多大。

因為,整個無線通信的頻率,隻有幾十G赫茲(帶寬),而光纖的帶寬是10T赫茲以上,就是說光纖的流量,是無線通信的幾百倍。

所以,我們今天看到4G基站、5G基站,用的都是無線通信發射,但是通過基站傳下來的,都是光模塊和整個光纖基礎設施。

所以,光的設施不好,就沒有辦法在5G獲得更多流量。而且,5G隻是信息傳輸,而進入人工智能時代,更重要的還是信息獲取和信息處理、以及信息顯示。

未來最核心的就是芯片

從信息的獲取、傳輸、計算、存儲、顯示這5個點來看,未來都是以光為核心來做傳輸。

集成電路,是從上世紀60、70年代開始,經過這麼多年的發展,已經發展到極緻,所以現在正是光路最佳的時間點。

整個IT産業,正處在從電到光的切換過程,無論是從獲取、傳輸、計算、存儲、顯示,現在都是以光為核心,無論是芯片、還是器件。

蘋果公司在iPhone上裝了光芯片,這就代表着消費光子時代即将到來。中國現在的問題,就是進口了3000億美金的芯片,但是整個産業鍊現在都是5G和物聯網,未來最核心的就是芯片,芯片不解決,你連做系統都沒有機會。

光電芯片應用領域,是5G到傳輸、再到通信的産業。為了解決芯片的問題,我們成立了陝西光電子集成電路先導技術研究院,也發起了10億元的早期光電芯片的基金,該基金是國内第一批投早期光芯片項目的基金。

我們現在已經投資60多個項目,目的是為了扶持早期芯片。這些芯片裡面,有主動發光的,比如獲取信息、傳感、激光器等芯片,其中也包括矽光平台。

未來無論是用在雲計算、5G、自動駕駛、還是虛拟現實上,因為所有的場景都是最底層的,如果你的芯片做不出來,将會是很大的問題。

故此,我們為此做了一系列布局,比如在手機領域,我們有做vcsel外延片、激光器、DOE元件,并已經成立公司。像鲲遊光電,已經和華為有深度合作,是華為的供應商。

在激光雷達、汽車和人工智能領域,我們也有一系列的激光器,如矽光雷達、激光雷達和車載激光雷達。

在信息傳輸領域,我們有做PAM4的布局,目前發展得非常好。

信息計算、光AI芯片,都能解決人工智能計算的問題,因為人工智能大多用的是矩陣算法。用這種方式做出來的人工智能的算法,甚至比電芯片的延時,還要降低千分之一,計算效率可以提升很多。包括量子計算,未來都是要通過半導體芯片來做處理。

在5G領域創業,最核心的就是芯片,因為系統是沒有機會的,系統一定是像華為、中興這樣的大公司在做。

今天在5G這個領域創業,小公司根本沒有可能進入到大的終端系統,但是在芯片領域是有機會的。

而且,在模塊、封裝領域的機會不多了,因為中國現在最大的趨勢,就是芯片廠直接會供給終端的應用公司。

像華為這樣的公司,它會要麼自己做芯片,要麼買芯片。而我們投的公司,現在已經開始給Facebook直接供芯片了,未來在中國,中國過去40年是全球之一制造大國,但實際上它就是全球第一組裝大國,我們大多數公司都是組裝公司,很少有核心技術的。未來中國的公司,不是芯片公司,就是整合芯片的系統公司。

但是,未來我認為中國的公司,要麼是芯片公司,要麼具備了整合芯片的系統公司,中間的模塊公司,基本上會被擠壓得沒有任何生存餘地,而且光電芯片和模拟芯片會更受歡迎,因為傳統的數字芯片,華為海思已經做得足夠好。

未來的創業機會在哪裡?

現在還有一些創業機會,留給一些模拟、射頻的光芯片,在這些領域部分科技巨頭公司存在供應缺口,這裡面還是有創業機會的。

所以我希望大家都關注這個領域,光芯片未來會慢慢取代電芯片的作用,會在整個芯片領域會占到越來越高的比重。

作者簡介:

米磊,中科院西安光機所光學博士,現任中科創星創始合夥人、聯席CEO,硬科技創新聯盟發起人。緻力于打造硬科技創業雨林生态,深入推動科技成果轉移轉化,在2010年率先提出了“硬科技”理念,組建了專注于“硬科技”的雙創平台,倡導發起了專注于“硬科技”的天使基金,已投資260多家硬科技企業。

更新于:2019年09月03日

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