芯片技术发展严重受阻，硅基芯片时日不多，光子芯片或能替代

​

虽然芯片技术还在不断发展，目前已经进入到了5nm节点，3nm也在规划当中，但是也已经可以很明显感觉到芯片制程工艺推进的艰难，一方面是随着工艺制程越来越小，量子效应已经不可以忽略，良品率变低，而另一方面芯片制造成本也在激增，新的工艺很多玩家都不敢入局。

目前台积电和三星还在竞赛，主要是手机芯片依旧竞争激烈，但是反观桌面端，已经明显放慢了脚步，英特尔进入14nm之后开始停滞不前，而AMD的芯片制造部门格罗方德也最终宣布放弃10nm以下工艺的研发。

AMD虽然找上台积电代工，但是AMD并没有积极选用台积电最新工艺，都是手机芯片先用过了，AMD才会用上，因为后期成本会相应降低，至于英伟达就更不用说了，台积电的5nm出来，英伟达才宣布进入7nm节点，而对于3070以下的显卡，英伟达很有可能选用三星8nm工艺，届时台积电3nm开始量产，估计英伟达就可以用5nm了，因为成本已经成为芯片商不得不考虑的问题了。

传统的硅基芯片已至天花板，各国科学家也都在思考如何继续保证接下来芯片技术的稳步迭代，目前有很多方案，首先就是延长摩尔定律的更新周期，在未来更新时间或可能继续延长，从目前的2年提升至3年一个周期，这其实也是迫不得已的做法。

再或者是云计算，通过云计算布局，可以忽略本地端性能瓶颈，这可以应用于家用电脑或者手机以及其他智能设备上，对于这些设备只需要保证连接的稳定性就可以了，毫无疑问云计算会成为未来非常重要的计算方式，不过云计算并不意味着芯片工艺就不需要继续前进了。

传统的芯片很明显已经即将走到尽头，所以接下来人类还需要思考新的解决办法，那么有两种思路，第一种更换材料，第二种方式选用更加高效的新型计算机体系，彻底大换血，虽然这些看起来很遥远，但却是人类又不得不去面对的问题。

对于新的材料，目前有两种一种是钼晶体管，还有一种是碳纳米管，相对而言钼晶体管更加优秀，能效比更高，理论待机功耗只有硅晶体管的十万分之一，而且又有做成柔性芯片的潜力，但还存在很多技术难题，而且钼的成本相对于硅来说也高的多。

第二种就是碳纳米管，这个相对于上面来说，就离现实更近一步了，相比于硅芯片，碳基芯片能效方面也至少领先三代，最大能效能达到硅基芯片的10倍，这就意味着，相同的性能，碳基芯片对于工艺的要求更低，理论上硅基芯片需要的3nm或者5nm，碳基芯片14nm就可以了。

全球自动驾驶AI芯片最新、最全盘点

来源：汽车电子与软件 一. 引言 自动驾驶汽车的智能化取决于算法，因此有软件定义汽车的概念出现并且大为盛行，但是要想实现软件定义汽车，必须要有一个可以承载高度智能化且运算量庞大的AI算法的硬件计算平台或者叫域控制器，而无论是硬件计算平台还是域控制

碳基芯片将会是硅基芯片的续命版本，当硅基芯片进入3nm之后，瓶颈效应明显，这个时候就可以选用碳基芯片继续推进，目前国内已经在碳基芯片方面形成了一条设计，制造的全产业技术链条，最快将会在两年后见到28nm的碳基芯片，其理论性能等于硅基芯片的7nm。

但新材料芯片技术的应用，也只能暂时为摩尔定律续命，因此还需要更加先进的计算机体系来解决难题，一共有两种方案，一个是光子计算，一个是量子计算机，很显然量子计算机才代表未来，有着经典计算机无法比拟的优势，量子计算机的模拟能力更是让现在的超级计算机都望尘莫及，这对于科学计算有着非常重要的作用，大数据计算，正是量子计算机的主场。

目前世界上很多国家都有量子计算机方面的研究，包括我们国家，掌握量子计算机，就能实现量子霸权，不过量子计算机仍旧有许多技术难题需要克服，目前已经展出的量子计算机都是低温超导运算，对于环境要求苛刻，此外还有一些量子力学方面的难题需要解决。

所以还有一种同样有应用前景的光子计算机，和量子计算机一样，也是一种新的计算机体系，光子计算机顾名思义，就是通过光子处理信息，传统的是电子运算，光子计算机的优势是，高带宽，计算能力强，功耗很低，理论性能是电子芯片的1000倍，功耗为百分之一，所以无须去为制程工艺烦恼，未来很有潜力。

而且光子芯片处理的都是光子信息，所以不需要依赖导体，像电子芯片那样需要特定的电路，在空间设计上更加自由，而且光子的移动速度比电子快多了，所以处理任务的延迟很低，实际上目前的光纤通讯就可以认为是一种光子计算。

不过光子芯片目前仍旧处于实验室阶段，距离大规模的集成光子芯片实现仍旧需要时日，特别是微型化方面难度很大，而且光子芯片是一种全新的计算机体系，相对于已经成熟的电子计算机，很多方面都需要从零开始。

初期为光电混合型，发展后期为全光型，未来有无限可能，七十年前我们也不敢想象到70年后手掌大的电子设备的计算能力比当时房子大的计算机都强的多，任何技术一旦被人类掌握就不再那么神秘高不可攀了。

【图片内容来源于网络！】