Китай форсирует разработку фотонных чипов в ответ на ограничения и для развития ИИ

В сфере передовых вычислений происходит фундаментальный сдвиг, отходящий от традиционных электронных аппаратных платформ, используемых для систем искусственного интеллекта (ИИ). Китай активно продвигает разработку фотонных чипов, которые используют свет, или фотоны, для обработки информации вместо электронов, тем самым оспаривая доминирование существующих графических процессоров (GPU). Этот стратегический акцент на световых вычислениях является частью национальной программы, направленной на достижение технологической самодостаточности и оптимизацию энергопотребления в быстрорастущей инфраструктуре ИИ.

В рамках этой стратегии Шанхай планирует запустить пять новых центров обработки данных к концу 2025 года, опираясь на общенациональную «оптическую магистральную» сеть для поддержки этих инициатив. Прототипы инновационных чипов демонстрируют потенциал, достигающий стократного увеличения скорости и эффективности по сравнению с электронным оборудованием при выполнении специализированных вычислительных задач. Одним из ключевых достижений 2025 года стал чип LightGen, разработанный совместно Шанхайским университетом Цзяотун и Университетом Цинхуа. Этот чип, содержащий более двух миллионов фотонных нейронов, был представлен в декабре 2025 года в журнале Science.

LightGen продемонстрировал превосходство в задачах генеративного ИИ, таких как синтез изображений, используя алгоритм обучения без учителя. Профессор Чэнь Итун из Шанхайского университета Цзяотун подчеркнул, что LightGen прокладывает новый путь для развития генеративного ИИ с повышенной скоростью и энергоэффективностью. Еще один значимый проект — ACCEL (All-Analogue Chip Combining Electronics and Light), разработанный исследователями из Университета Цинхуа. Архитектура ACCEL объединяет фотонные компоненты с аналоговой электроникой, что, по сообщениям, позволяет достичь скорости, в 3000 раз превышающей показатели GPU A100 от Nvidia, в определенных задачах компьютерного зрения.

Это улучшение достигается за счет устранения задержек и потерь энергии, которые обычно возникают при использовании аналого-цифровых преобразователей в гибридных системах. Исследования, опубликованные в Nature, показали, что симулированный процессор ACCEL достигает 4,6 триллиона операций в секунду в задачах зрения, что представляет собой 3000-кратное улучшение по сравнению с A100. Хотя общецелевые GPU сохранят свою актуальность, фотонные чипы позиционируются как критически важный элемент для построения перспективных световых вычислительных систем.

Развитие фотоники в Китае также рассматривается как ответ на международные ограничения, поскольку кремниевая фотоника не требует использования установок экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV), экспорт которых ограничен. Государственная лаборатория JFS в Ухане, национальный центр фотоники, уже успешно соединила лазерный источник света с кремниевым чипом, что является важным шагом к преодолению технических барьеров. Мировой рынок кремниевых фотонных чипов, по оценкам SEMI, должен вырасти до 7,86 миллиарда долларов к 2030 году, что подчеркивает глобальную значимость этой области.

Эти технологические прорывы отражают более широкую национальную цель Китая по достижению технологической независимости, закрепленную в 15-м пятилетнем плане на 2026–2030 годы. Успех в критически важных секторах, таких как полупроводники и ИИ, направлен на минимизацию экономической уязвимости перед внешними ограничениями. Однако эта гонка за самодостаточностью сопряжена с колоссальными внутренними издержками, включая нерациональное распределение ресурсов, что создает сложный экономический ландшафт.