美国推光子芯片，用于AI人工智能计算，或于2021年正式商用
芯片发展到现在，将面临一次重大的半导体材料变革，很多人都知道目前我们的芯片材料主要是硅材料，这种材料虽然稳定是很好，成本也便宜，但是却受到材料的限制，发热和功耗高，性能遇到瓶颈都是硅芯片急需被替换的原因，而在新一代的芯片研发中，各国也是各显神通，比如我国的碳芯片和量子芯片等，在新一代芯片的研发中，我国已经达到了先进水平，相比其他国家而言，我国是少有的在芯片领域和美国并驾齐驱的国家。
华为创始人任正非曾在 接受雅虎 财经 专访中 说过，光芯片将是新一代芯片的未来，并且华为和英国的剑桥大学也有合作，并且今天上半年华为也成功的发布了自主研发的 全球首个800G模块的光芯片，当然这款芯片 主要应用于光纤通信的光电转换上面， 华为宣称： 该芯片的单纤容量可达到48T，对比业界方案高出40%，传输距离相比业界提升20%。
而就在8月底的Hot Chips 32大会上，麻省理工学院的初创公司Lightmatter发布了一块AI加速的光子计算测试芯片。根据Lightmatter提供的数据，该芯片由毫瓦级的激光光源供电，利用硅光子和MEMS技术的处理器速度比传统芯片快1000倍，但是功耗却只有普通电子器件的千分之一，并且预计将在2021年正式生产实现商用，而主要应用领域在未来的人工智或告能AI运算方面。
人工智能被称之为第四代工业革命，这衫耐明款Lightmatter研发出来的光子芯片，采用的是两个层叠的芯片组，面积约为150mm2左右，内部拥有超过十亿FinFET晶体管，数万光子算术单元，将重新定义AI智能芯片领域的发展，据Lightmatter首席执行官介绍，在实际应用中，该芯片将击败全球领先的AI芯片领导者—英伟达GPU A100，并且在BERT和ResNet-50等推理工作上可提升20倍的效能，提高5倍以上的数据吞吐量。未来量产后，对AI智能领域的发展将会是颠覆式，AI智能领域也将迎来爆发式增长。
其实光芯片是一个统称，光芯片被应用在各个领域，目前通信上面的已经比较成熟。相比传统的硅材料为导体的电信号而言，光信号的传输要快的多，这个就相当于家里面的拨号宽带和光纤宽带一样，不光是带宽的提高，在速度和延迟上面也是质的飞越，而光芯片的主要工作方式是靠激光发生器触发的，可以同时实现多路运算，并且传输过程中的损耗很低，是未来替代传统芯片的有效解决亩盯方案。
在下一代新材料的芯片中，我国也一直在努力，在世界上也达到了领先水平，比如北大的碳基芯片和中科的量子芯片、华为研究的通信光芯片都刷新过世界纪录。但是即便如此，相关行业的公司和科研人员还是非常稀少，努力的培养新一代的科研人员，开设相关专业的课程是未来可持续发展的重要道路，毕竟随着硅基芯片慢慢走向极限，未来新材料的芯片研发是我国弯道超车的好机会。
随着我国2025年芯片自主率达到70%的计划，相关行业的企业可以获得10年免税的机会。各大集成电路的设计和制造厂商也站在风头上，彻底激发了国内半导体企业的发展。当然目前我国的只有15%，想要达到70%的自给率，其中的任务也是非常艰巨的，但是这也看得到来，我国在半导体芯片中的发展决心和毅力，未来新型半导体的开发也将提上日程。
其实在芯片的发展中，量子芯片才是未来超级计算机的模型，那么我国的量子芯片发展如何，量子计算机相比传统计算机优势在哪里，上西瓜视频，搜索“ 科技 思维”，看西瓜视频：实话实说，跟欧美相比中国量子 科技 研究到底处于什么水平？跟着西瓜视频创作人“ 科技 思维”一起 探索 我国量子计算的秘密，我国在量子计算领域和欧美的差距有多远，量子芯片能替代传统芯片吗。
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纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。 ⒉纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统（MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。 ⒊纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，即使是微米粒子的细粉，也大约有半数不溶于水；但如粒子为纳米尺度（即超微粒子），则可溶于水。 ⒋纳米电子学，包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征，以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷,更小,是指响应速度要快。更冷是指单个器件的功耗要小。但是更小并非没有限度。 纳米技术是建设者的最后疆界，它的影响将是巨大的。 在1998年的四月，总统科学技术顾问，Neal Lane 博士评论到，如果有人问我哪个科学和工程领域将会对未来产生突破性的影响，我会说该个启动计划建立一个名为纳米科技大挑战机构，资助进行跨学科研究和教育的队伍，包括为长远目标而建立的中心和网络。一些潜在的可能实现的突破包括： 把整个美国国会图书馆的资料压缩到一块像方糖一样大小的设备中，这通过提高单位表面储存能力1000倍使大存储电子设备储存能力扩大到几兆兆字节的水平来实现。由自小到大的方法制造材料和产品，即从一个原子、一个分子开始制造它们。这种方法将节约原材料和降低污染。生产出比钢强度大10倍，而重量只有其几分之一的材料来制造各种更轻便，更省燃料的陆上、水上和航空用的交通工具。通过极小的晶体管和记忆芯片几百万倍的提高电脑速度和效率，使今天的奔腾?处理器已经显得十分慢了。运用基因和药物传送纳米级的mri对照剂来发现癌细胞或定位人体组织器官去除在水和空气中最细微的污染物，得到更清洁的环境和可以饮用的水。提高太阳能电池能量效率两倍。 纳米科学技术（nanotechnology）：纳米科学技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如纳电子学、纳米材科学、纳机械学等。纳米科学技术被认为是世纪之交出现的一项高科技。 实现特有功能和智能作用的技术问题，发展纳米尺度的探测和操纵 。 思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展，将从微米层次深入至纳米层次。 纳米技术未来的目标是按照需要，操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。 纳米科学与技术：也叫纳米技术，是研究结构在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等 。这七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征这三个研究领域。纳米材料的制备和研究是整个纳米科技的基础。其中，纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础，而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 纳米技术发展历程：1990年7月，在美国巴尔的摩召开了国际首届纳米科学技术会议；1996年，在中国召开了第四届纳米科技学术会议。 首届（1992年）纳米材料会议在墨西哥召开；1994年在德国斯图加特召开了第二届国际纳米材料学术会议；1996年在美国夏威夷召开第三届国际会议；1998年在瑞典斯德哥尔摩召开了第四届纳米材料 会议；2000年在日本仙台举行第五届国际纳米材料会议。 纳米技术发展历程： 准确控制原子数量在100个以下的纳米结构物质，市场规模约5亿美元 生产纳米结构物质，50～200亿美元 大量制造复杂的纳米结构物质，100～1000亿 纳米计算机，2000～10000亿 验证出能够制造动力源与程序自律化的元件和装置，60000亿
