ICC訊 4月8日,源自麻省理工學(xué)院的光子計(jì)算硬件開(kāi)發(fā)公司“曦智科技”宣布,已于近期完成2600萬(wàn)美元A輪融資。本輪融資由經(jīng)緯中國(guó)和中金資本旗下中金硅谷基金領(lǐng)投,祥峰投資、中科創(chuàng)星、招商局創(chuàng)投等跟投,老股東百度風(fēng)投和峰瑞資本持續(xù)加碼。2018年,曦智科技曾獲得1070萬(wàn)美元的種子輪融資。
此次 A 輪融資使曦智科技的累計(jì)融資額達(dá)到 3670 萬(wàn)美元,成為了目前全球融資額最高的光子計(jì)算創(chuàng)業(yè)公司。而本輪融資也讓公司能夠保持足夠的彈藥,加速產(chǎn)品化的進(jìn)度。接下來(lái),曦智科技將持續(xù)投入面向數(shù)據(jù)中心的第一款產(chǎn)品的研發(fā),并探索在一些細(xì)分場(chǎng)景下的商業(yè)落地。
投資人觀(guān)點(diǎn)
中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊認(rèn)為信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是從電到光,隨著摩爾定律失效,光子技術(shù)將取代電子技術(shù)成為信息產(chǎn)業(yè)的基石。基于對(duì)光子產(chǎn)業(yè)的深刻洞察,米磊博士2016年提出了“米70定律”,該定律指出信息產(chǎn)業(yè)中光子技術(shù)的成本將達(dá)到總成本的70%,目前該定律在通信產(chǎn)業(yè)-信息的傳輸中已經(jīng)得到驗(yàn)證。而在信息的計(jì)算領(lǐng)域,集成電路芯片已經(jīng)遇到嚴(yán)重的瓶頸,功耗墻、I/O墻、訪(fǎng)存墻嚴(yán)重制約了性能的提升,已經(jīng)進(jìn)入創(chuàng)新S曲線(xiàn)的發(fā)展瓶頸期,急需找到新的技術(shù)路線(xiàn)才能突破瓶頸。光子芯片正是解決集成電路困境的下一代革命性技術(shù),未來(lái)光子計(jì)算將逐步取代集成電路在計(jì)算中的主導(dǎo)地位。目前AI芯片在計(jì)算芯片中的占比越來(lái)越大,AI芯片也遇到類(lèi)似的問(wèn)題,在人工智能的深度學(xué)習(xí)算法中,矩陣運(yùn)算占到計(jì)算的80%-90%,而光子芯片在處理矩陣運(yùn)算時(shí)有高速、并行性、高帶寬與低功耗的天然優(yōu)勢(shì)。而基于光學(xué)的互連,能夠?qū)⒒ミB帶寬密度提高1000倍,功耗降低10倍。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和商業(yè)化落地,光子芯片將會(huì)為人工智能帶來(lái)幾個(gè)量級(jí)的性能提升,因此,光子芯片將首先在AI芯片中應(yīng)用。
中科創(chuàng)星董事總經(jīng)理林佳亮表示,曦智科技是中科創(chuàng)星在光計(jì)算領(lǐng)域布局的一家重量級(jí)的公司。光計(jì)算在低延遲、高吞吐率、低功耗等方面將會(huì)比現(xiàn)有的計(jì)算方案具備顛覆性的性能優(yōu)勢(shì),可以更好地支持各類(lèi)AI應(yīng)用,給人來(lái)帶巨大的想象空間。沈亦晨博士作為這一方向的學(xué)術(shù)開(kāi)拓者,同時(shí)組建了一只全球頂尖的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì),中科創(chuàng)星相信曦智科技能在光計(jì)算這個(gè)領(lǐng)域,會(huì)成為一家獨(dú)角獸級(jí)別的公司。
圖|曦智科技產(chǎn)品模型圖(來(lái)源:曦智科技)
近年來(lái),在如何為機(jī)器智能提供更強(qiáng)大的算力上,學(xué)界和業(yè)界已經(jīng)在考慮下一波發(fā)展浪潮,光子計(jì)算正是頗具潛力的選項(xiàng)之一。
利用硅光子來(lái)做數(shù)據(jù)傳輸和矩陣乘法運(yùn)算,在功耗降低和速度提升上前景可期,很可能帶來(lái)光子計(jì)算有史以來(lái)最大的機(jī)會(huì)。應(yīng)用在云計(jì)算環(huán)境中,它可以加速深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練和推理,同時(shí)邊緣設(shè)備也能受惠于這一技術(shù),例如對(duì)功耗更敏感的無(wú)人機(jī)、傳感器等設(shè)備。
作為2017年被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)選出的“35歲以下創(chuàng)新35人”(Innovators Under 35),曦智科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO沈亦晨博士表示:“在過(guò)去兩年,光子計(jì)算在全球受到了相當(dāng)高的關(guān)注,不再是一個(gè)科研項(xiàng)目,而是一個(gè)正在產(chǎn)品化的技術(shù),并且有多家創(chuàng)業(yè)公司以及大公司已相繼入場(chǎng)。”一個(gè)有力證明是,在執(zhí)行線(xiàn)性運(yùn)算這類(lèi)任務(wù)上,曦智科技的第一款原型板卡已經(jīng)在速度上優(yōu)于傳統(tǒng)的電子計(jì)算芯片,并且還有相當(dāng)大的提升空間。
可以說(shuō),曦智科技作為光子計(jì)算領(lǐng)域第一家公司,一直跑在最前列。從 2017 年沈亦晨博士與其所在的麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)在《自然-光子學(xué)》上發(fā)表一篇重要論文,將集成光子計(jì)算的新起點(diǎn)展示在世人面前,到 2019 年初的第一款產(chǎn)品原型問(wèn)世,再到 2020 年的配套算法展現(xiàn)光子計(jì)算軟硬結(jié)合的更多應(yīng)用場(chǎng)景可能性(詳見(jiàn) DeepTech 相關(guān)報(bào)道《用光挑戰(zhàn) “世界7大數(shù)學(xué)難題” 之首,麻省理工團(tuán)隊(duì)再證光學(xué)計(jì)算潛力》),并成功吸引國(guó)內(nèi)外如谷歌、FaceBook、AWS、BAT 級(jí)別的客戶(hù)接洽,曦智科技作為光子計(jì)算領(lǐng)域第一家公司,在不到 3 年的時(shí)間成功將原本“束之高閣”的前沿計(jì)算技術(shù)快速推向市場(chǎng)。
圖|沈亦晨博士與其所在的麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)在《自然-光子學(xué)》上發(fā)表的論文(來(lái)源:曦智科技)
曦智科技也因此在2019年同阿里云、百度、華為等公司一同入選《麻省理工科技評(píng)論》50家聰明公司(MIT Technology Review 50 Smartest Companies)。
這些成績(jī)都展示了曦智科技未來(lái)更大的發(fā)展?jié)摿Α?
目前,曦智科技擁有近50名員工,在美國(guó)波士頓和中國(guó)上海發(fā)展了屬于自己的跨國(guó)多元團(tuán)隊(duì),均擁有功能齊全的光學(xué)實(shí)驗(yàn)室,團(tuán)隊(duì)成員背景包括麻省理工學(xué)院、哥倫比亞大學(xué)、佐治亞理工大學(xué)、北京大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校等的優(yōu)秀畢業(yè)生,以及產(chǎn)業(yè)界來(lái)自谷歌、微軟、英特爾、英偉達(dá)、AMD、ADI等公司的業(yè)界知名人士。公司正在重點(diǎn)擴(kuò)張中國(guó)核心團(tuán)隊(duì)。
圖|曦智科技團(tuán)隊(duì)(來(lái)源:曦智科技)
一項(xiàng)創(chuàng)新研究,“重啟”光子計(jì)算
盡管曦智科技是一家年輕的公司,但其所專(zhuān)注的光子計(jì)算,其實(shí)是一個(gè)古老的技術(shù)領(lǐng)域。
作為一種完全不同于電子計(jì)算的技術(shù),光子計(jì)算以光子為信息處理載體,依賴(lài)光硬件而非電子硬件,以光運(yùn)算代替電運(yùn)算,擅長(zhǎng)快速并行處理高度復(fù)雜的計(jì)算任務(wù),但它一直沒(méi)找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景,且受限于傳統(tǒng)分離式光子器件,具有光場(chǎng)調(diào)控手段單一、光子設(shè)計(jì)體積龐大的缺點(diǎn)。因此,光子計(jì)算一直都停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
近幾年,電子計(jì)算愈發(fā)受制于摩爾定律,讓一部分人將目光從“電”轉(zhuǎn)向了速度更快、能耗更低的“光”。
一方面,受光通訊領(lǐng)域的帶動(dòng),硅基光電子技術(shù)在過(guò)去十年經(jīng)歷了非常顯著的發(fā)展。簡(jiǎn)單地解釋硅基光子技術(shù),就是在傳統(tǒng)CMOS芯片上蝕刻微米級(jí)別的光學(xué)元器件,作用類(lèi)似于空間光學(xué)里的反射鏡,棱鏡以及顯示器,這項(xiàng)技術(shù)大大提高了光學(xué)元器件的集成度。光子芯片可沿用目前成熟的半導(dǎo)體工藝技術(shù),現(xiàn)有的光子芯片僅需要45-90nm工藝就可以完成想要的性能。
另一方面,基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的流行,密集的矩陣乘法運(yùn)算以及數(shù)據(jù)傳輸正是人工智能算法中最耗時(shí)間和功率的。但光子芯片可以用來(lái)執(zhí)行AI 計(jì)算里最重要的兩個(gè)步驟,并具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì):在片上數(shù)據(jù)傳輸以及矩陣運(yùn)算方面可以大大降低延時(shí)和能耗,并且提高帶寬。
由此,光子 AI 芯片的概念應(yīng)運(yùn)而生。
曦智科技成立的目的,就是從光子芯片這個(gè)全新的角度來(lái)切入 AI 加速?!皩?duì)產(chǎn)業(yè)界來(lái)說(shuō),這可能開(kāi)啟了一個(gè)全新的方向,而且它的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電子運(yùn)算?!鄙蛞喑空f(shuō)。
2016 年,沈亦晨還在麻省理工學(xué)院做博士后期間,他所在的研究團(tuán)隊(duì)打造了首個(gè)光子計(jì)算系統(tǒng)。該成果于 2017 年以封面文章的形式發(fā)表在頂級(jí)期刊 《自然-光子學(xué)》上,在硬件和算法有著雙重創(chuàng)新:
在硬件上,光干涉儀作為基本的矩陣運(yùn)算單元有效取代了傳統(tǒng)電子晶體管;
在算法上,團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一系列在不犧牲性能條件下有效降低深度學(xué)習(xí)計(jì)算量、并適應(yīng)于光子芯片的算法。
圖|曦智科技 CEO 沈亦晨(來(lái)源:麻省理工科技評(píng)論)
當(dāng)時(shí),國(guó)際著名光學(xué)科學(xué)家、斯坦福大學(xué)終身教授 David Miller, 曾專(zhuān)門(mén)在《自然》雜志上撰文評(píng)價(jià)沈亦晨團(tuán)隊(duì)的光子 AI 芯片的研究成果,稱(chēng)“這一系列的研究成果極大地推動(dòng)了集成光子在未來(lái)取代傳統(tǒng)電子計(jì)算芯片的發(fā)展?!?
曦智科技也正以此作為起點(diǎn),并成功于2019年4月正式發(fā)布了全球首款光子芯片原型板卡,驗(yàn)證了當(dāng)時(shí)的開(kāi)創(chuàng)性想法,成功將當(dāng)時(shí)占據(jù)了半個(gè)實(shí)驗(yàn)室的整個(gè)光子計(jì)算系統(tǒng)集成到了常規(guī)大小的板卡上。團(tuán)隊(duì)在約2年時(shí)間便實(shí)現(xiàn)了計(jì)算效率的提升、軟件環(huán)境和集成程度的成熟,對(duì)于光子計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),這是意義非凡的一步。
圖|曦智科技開(kāi)發(fā)的世界第一款光子芯片原型板卡
(來(lái)源:曦智科技)
這款原型產(chǎn)品成功運(yùn)行了Google TensorFlow 自帶的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)處理MNIST 數(shù)據(jù)集。這是一個(gè)使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別手寫(xiě)數(shù)字的基準(zhǔn)機(jī)器學(xué)習(xí)模型,也是機(jī)器學(xué)習(xí)中最著名的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集之一。測(cè)試中,整個(gè)模型超過(guò)95% 的運(yùn)算是在光子芯片上完成的處理,測(cè)試結(jié)果顯示,光子芯片處理的準(zhǔn)確率已經(jīng)接近電子芯片(97%以上),另外光子芯片完成矩陣乘法所用的時(shí)間是最先進(jìn)的電子芯片的 1/100 以?xún)?nèi)。
圖丨曦智科技晶圓級(jí)光子芯片實(shí)物圖(來(lái)源:曦智科技)
對(duì)于這支創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)而言,這一步也給了他們更多往前推進(jìn)光子計(jì)算的信心。
正如沈亦晨回答為何創(chuàng)業(yè)所言:“要實(shí)現(xiàn)光子計(jì)算的初衷,待在實(shí)驗(yàn)室是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,只能通過(guò)創(chuàng)業(yè)這條產(chǎn)業(yè)化路徑來(lái)實(shí)現(xiàn),我別無(wú)選擇,而現(xiàn)在正是最好的時(shí)機(jī)?!?
開(kāi)拓光子計(jì)算邊界
近年來(lái)得到發(fā)展的新型計(jì)算技術(shù)并不只有光子計(jì)算。
AI 所掀起的計(jì)算需求不斷膨脹,帶動(dòng)了市場(chǎng)針對(duì)特定計(jì)算推出更適合的新架構(gòu),諸如類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片(NPU)、量子計(jì)算 (Quantum Computing)等,也在煥發(fā)生命力。
然而,在能夠延續(xù)現(xiàn)有成熟半導(dǎo)體工藝技術(shù)上,光子芯片的優(yōu)勢(shì)又更為明顯。
沈亦晨表示,曦智科技計(jì)劃通過(guò)未來(lái)持續(xù)的定期流片來(lái)不斷發(fā)展,預(yù)計(jì)公司的第一款商用產(chǎn)品將面向數(shù)據(jù)中心,并也已經(jīng)開(kāi)始與一些對(duì)公司的初期系統(tǒng)感興趣的國(guó)內(nèi)外客戶(hù)開(kāi)展合作。
另一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)在于,新型計(jì)算技術(shù)必須能夠證明自身的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。正如許多押注量子計(jì)算的大型公司正在“廝殺”量子優(yōu)越性一樣,光子計(jì)算同樣需要回答這個(gè)命題。
因此,繼承現(xiàn)有的成熟半導(dǎo)體工藝以外,曦智科技也在不斷拓寬光子計(jì)算應(yīng)用的新領(lǐng)地。直到今年的一項(xiàng)新算法,他們將邊界延伸到了量子計(jì)算的“領(lǐng)地”—— 光子對(duì)于一些復(fù)雜問(wèn)題優(yōu)化解決的效率要遠(yuǎn)高于現(xiàn)有已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的量子解決方案。
具體而言,2020年1月,沈亦晨等人在一項(xiàng)刊登于《自然-通訊》的研究中發(fā)明了一種新的伊辛(Ising)算法,專(zhuān)門(mén)用于基于光子硬件探索 NP完全問(wèn)題,證明光子對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題優(yōu)化解決的效率要遠(yuǎn)高于現(xiàn)有已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的量子解決方案(在這之前,相當(dāng)一部分量子計(jì)算領(lǐng)域研究一直用伊辛來(lái)展示量子計(jì)算的優(yōu)勢(shì))。
光子這種求解伊辛問(wèn)題的更優(yōu)能力,從生物學(xué)研究到藥物發(fā)現(xiàn)再到路線(xiàn)優(yōu)化,在大量科學(xué)工程學(xué)中遇到的優(yōu)化問(wèn)題上都有施展的空間,未來(lái)或可以幫助到生物技術(shù)、出行等不同的行業(yè)。
值得一提的是,這個(gè)新的光子算法正是基于曦智科技此前的光子芯片原型板卡。
沈亦晨表示,“我們的下一款芯片將會(huì)在性能上徹底顛覆現(xiàn)有的電子同類(lèi)產(chǎn)品”?;诠庾有酒俣瓤?、損耗少、算力高、成本低的這些特點(diǎn),很多面臨性能瓶頸的深度學(xué)習(xí)場(chǎng)景將是這款產(chǎn)品大展身手的方向。涵蓋硬件到算法,曦智科技在未來(lái)2-3年將致力于布局與打造包含芯片設(shè)計(jì)、核心算法、傳輸?shù)仍趦?nèi)的完整光子計(jì)算生態(tài)。
圖|曦智科技未來(lái)產(chǎn)品概念 (來(lái)源:曦智科技)
眾所周知,芯片是各種智能系統(tǒng)中最關(guān)鍵的技術(shù),全球芯片產(chǎn)業(yè)過(guò)去近半個(gè)世紀(jì)的興盛史已證明了這一點(diǎn),但中國(guó)還需要證明更多:在完全由電子支配的計(jì)算時(shí)代,中國(guó)已經(jīng)落下一段距離,而由AI大規(guī)模應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的新一計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新,被視為改變?cè)摤F(xiàn)狀的一個(gè)支點(diǎn)。
現(xiàn)在,整個(gè)電子芯片產(chǎn)業(yè)界都在不斷挑戰(zhàn)半導(dǎo)體工藝技術(shù)極限,以滿(mǎn)足越來(lái)越高的計(jì)算性能要求,但付出的代價(jià)也愈發(fā)逼近極限,光子芯片正發(fā)展成為應(yīng)對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)的潛在技術(shù)。而在這個(gè)領(lǐng)域上,暫時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)市場(chǎng)領(lǐng)跑者。
從已經(jīng)公布的產(chǎn)品進(jìn)度來(lái)看,作為全球首個(gè)光子 AI 芯片的公司,曦智科技仍將是最值得關(guān)注的公司之——尤其對(duì)于當(dāng)下的中國(guó)來(lái)說(shuō),更需要這樣的科技創(chuàng)新力量。
新聞來(lái)源:DeepTech深科技