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最近的科技突破,實在有點多。
單憑華為發(fā)布“韜(τ)定律”這一項,今年這個5月,也足夠載入史冊。
而同樣在5月下旬,另一件事情看上去就“有點小”,卻也在AI算力圈子里漸漸發(fā)酵起來。
安徽北方微電子研究院集團有限公司(簡稱“微電子院”)對外披露,他們在MEMS-OCS陣列微鏡芯片制造技術方面取得了突破,可廣泛應用于通訊、算力中心的光交換等場景。
什么意思?什么是全光交換網(wǎng)絡?
怎么看這件事?
我要說的是,這也是一項王炸級突破,是被低估的成果。
甚至不夸張地說,華為的“韜(τ)定律”和它都在一條趨勢線上相遇。
而且這一次,我們還要把目光投向淮河邊上一座城——蚌埠。
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位于蚌埠的中國傳感谷 陳昂/攝
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AI大模型在向人類的物理學發(fā)起挑戰(zhàn)。
參數(shù)值從千億跨到萬億,訓練和推理都需要吞吐海量數(shù)據(jù)。
這讓人類已有的半導體工藝,不斷面臨撞墻的尷尬。
先是算力芯片,從五六年前英偉達早期的A100,到去年8月Blackwell Ultra架構(gòu)下的B300,16位浮點稠密計算的單片算力提升了11倍多。
GPU顯卡還能靠堆晶體管數(shù)量,把能力給頂上去,可存儲器壓力就大了。
很多人知道,韓國的SK海力士和三星正是因為對HBM(高帶寬存儲器)的提前布局,在這次AI大牛市里贏麻了。
供不應求,價格暴漲,長約鎖單,這種供需緊張局面,可能要持續(xù)到2028年。
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黃仁勛在今年3月,完整清晰定義AI“五層架構(gòu)”
等好不容易把存儲器這一關過了,算力的木桶短板,馬上又給到了計算節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交互能力上,也就是互聯(lián)帶寬。
GPT-4訓練需要2萬張GPU,GPT-5、Gemini Ultra起步需要10萬張GPU,OpenAI、XAI、Meta的頂級項目規(guī)劃規(guī)模為50萬到100萬張GPU。
怎樣“讓幾十萬GPU高效協(xié)同工作”,成了頭等大事。
或者換個問法:當數(shù)據(jù)中心越來越大、越來越耗電,機柜之間的數(shù)據(jù)到底該怎么跑,才不浪費昂貴的GPU?
沒錯,昂貴GPU并不總在計算,它常常在等數(shù)據(jù)。哪怕利用率只下降幾個百分點,放到十萬卡集群里,都是巨額成本。
這就像大兵團作戰(zhàn),單兵能力的重要性下降了,怎樣排兵布陣才直接影響戰(zhàn)爭結(jié)果。
為什么會這樣?
性能穩(wěn)定、工藝成熟的銅互連技術
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自從1997年IBM用銅互連替代鋁以來,銅支撐了半導體從130nm到3nm的所有制程躍進。
現(xiàn)代芯片內(nèi)部有10-15層銅布線,總長度可達幾公里,負責連接幾十億個晶體管。
在光互連以前,銅的電阻率比鋁低30%,是唯一能滿足先進制程要求的金屬材料。
但是,當線寬縮小到10nm以下,銅的電阻率會呈指數(shù)級上升,出現(xiàn)嚴重的電阻-電容延遲。
水平方向上的機柜通信,更是被銅導線卡住了脖子。
一般來說,10年前主流25Gbps速率下,銅纜可傳輸約5—7米;112Gbps速率下,銅纜距離縮短到約2—3米;224Gbps速率下,距離進一步壓縮到約1米量級。
問題是,光AI機柜里的通信線纜都不只1米。
TrendForce在2026年關于AI光互聯(lián)的分析中也提到,隨著AI集群擴展,銅纜電傳輸面臨嚴重的物理限制。
如果把AI數(shù)據(jù)中心想成一座超級工廠,GPU就是車間里的工人,HBM是工人手邊的倉庫,交換網(wǎng)絡就是工廠里的道路。過去大家拼命增加工人,現(xiàn)在問題變成:路太窄,貨送不到,工人反而干站著等。
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基于英偉達H200算力芯片的算力集群
這就是今天最前沿的“光進銅退”架構(gòu)出現(xiàn)的背景原因。
銅線,仍然適合毫米級到厘米級的極短距離做傳輸。
而所有米級以上的傳輸,包括機柜間、集群間數(shù)據(jù)交互,都會逐步被光互連替代。
但是,可通常用于數(shù)據(jù)交互的傳統(tǒng)交換機,要經(jīng)過“光-電-光”的步驟,存在轉(zhuǎn)換效率低、能耗大、帶寬小等問題。
而純光交換機(OCS),則是在光域直接完成數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)“光進光出”,能耗大幅下降,速率大幅上升。
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MEMS-OCS 陣列微鏡芯片核心原理圖
講到這里,我們開頭提到的主角終于出現(xiàn)了。
MEMS-OCS,是基于微機電系統(tǒng)(MEMS)技術實現(xiàn)光路交換(OCS),用半導體光刻工藝,在微米甚至納米量級,通過在硅晶圓上制作微型反射鏡陣列,改變輸入光束的傳播方向,再把光信號給到輸出端口,是實現(xiàn)OCS光交換的核心底層技術。
它是實現(xiàn)高精度的光路控制,滿足數(shù)據(jù)中心對高速、穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟮暮诵牟考?/p>
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半導體硅晶圓
所以話說回來,微電子院這次的突破意義有多大?
他們直接瞄準256×256端等陣列微鏡芯片的研制需求展開,重點攻克了微納結(jié)構(gòu)精密刻蝕、低應力薄膜生長、高深寬比結(jié)構(gòu)刻蝕、高精度對準鍵合、高反射率鏡面制備、晶圓級一體化集成等核心技術難題,形成了一套完備的自主工藝規(guī)范與技術成果體系。
這是實現(xiàn)光互連架構(gòu)工藝量產(chǎn)的關鍵躍遷,并且就發(fā)生在安徽蚌埠。
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在傳統(tǒng)印象里,蚌埠是淮河邊的老工業(yè)城市,是鐵路拉來的城市,是玻璃、新材料和裝備制造的城市。
但過去幾年,它還有一個新身份:中國傳感谷。
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中國傳感谷 劉晨/攝
蚌埠是中國三大傳感器研發(fā)制造基地之一,深耕MEMS傳感器30余年,是安徽省唯一、全國為數(shù)不多的同時擁有集成電路及MEMS晶圓生產(chǎn)線的城市。
2025年,全市集聚智能傳感器相關企業(yè)200余家,產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破100億元,同比增長29%。
而蚌埠聚力打造的中國傳感谷,是安徽人工智能產(chǎn)業(yè)“三谷”之一,位列全國十大高質(zhì)量傳感器園區(qū)第6位,行業(yè)影響力與日俱增。
特別是微機電系統(tǒng)(MEMS),成了蚌埠這座城市的“招牌菜”。
所謂微機電系統(tǒng),是集微傳感器、微執(zhí)行器、微機械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
在AI時代背景下,不管是全光網(wǎng)絡、慣性導航、智能汽車,還是腦機接口、具身智能這些方向,MEMS都在其中發(fā)揮著關鍵作用。
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MEMS主要產(chǎn)品類型 圖源:麥姆斯咨詢
微電子院、芯動聯(lián)科等單位,提供的是高性能MEMS科技創(chuàng)新的核心驅(qū)動力。
華鑫微納則擁有國內(nèi)首條8英寸MEMS晶圓全自動生產(chǎn)線,自去年3月首片晶圓下線至今,已導入30多款產(chǎn)品,月產(chǎn)1萬片,正全力向月產(chǎn)3萬片的目標進發(fā),以保障汽車電子、高端裝備等MEMS芯片的國產(chǎn)化供應。
其中芯動聯(lián)科,長期聚焦高性能硅基MEMS慣性傳感器,2025年MEMS陀螺儀實現(xiàn)營收4.045億元。
這不是重點,重點是產(chǎn)品的毛利率高達89.66%,遠超行業(yè)平均水平,可見它的核心技術優(yōu)勢。
事實說明,MEMS這條鏈布局在蚌埠完整得嚇人。
單個企業(yè)可以做產(chǎn)品,但一座城市要做生態(tài),就必須把研發(fā)平臺、晶圓線、中試能力、封裝測試、應用場景和產(chǎn)業(yè)服務串聯(lián)起來。
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就在剛剛過去的5月30日、31日,第八屆MEMS智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展大會在蚌埠順利召開。
大會的信息量很大,專業(yè)底蘊很深,探討層次很高。
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第八屆MEMS智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展大會在蚌埠召開
如果要我劃重點,有兩個環(huán)節(jié)雖然時間短,卻是不得不提的大事。
第一個,是5月31日上午,《集成傳感與微系統(tǒng)》期刊在大會現(xiàn)場發(fā)布。
《集成傳感與微系統(tǒng)》是由微電子院創(chuàng)辦的學術期刊。
2026年4月22日獲得國家新聞出版署批準,這次趁第八屆MEMS智能傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展大會召開,趁行業(yè)專家、產(chǎn)業(yè)精英云集蚌埠,正式發(fā)布。
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《集成傳感與微系統(tǒng)》期刊在大會現(xiàn)場發(fā)布 李樂/攝
為什么要做這份期刊?
早在2021年6月,中宣部、教育部、科技部就發(fā)布《關于推動學術期刊繁榮發(fā)展的意見》,明確提出要支持中文學術期刊發(fā)展,引導重大原創(chuàng)成果在國內(nèi)期刊發(fā)表。
因為這是科技競爭、學術秩序博弈的關鍵賽道。
事實上,一份學術期刊早已超越“論文發(fā)表載體”的基礎功能,成了承載、傳導、鞏固科技話語權的核心陣地。
像《Nature(自然)》《Science(科學)》《Cell(細胞)》等,全球6大類的23份學術期刊中,6家在英國、15家在美國,2家在德國,全球超9成的科技成果,在用英文呈現(xiàn)表達。
這背后有學術規(guī)則、成果評價、研究議程、知識敘事與資源分配,是不得不爭奪的隱形權力。
第二件大事,是異質(zhì)異構(gòu)集成微系統(tǒng)全國重點實驗室,在蚌埠揭牌。
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異質(zhì)異構(gòu)集成微系統(tǒng)全國重點實驗室揭牌現(xiàn)場 李樂/攝
“異質(zhì)異構(gòu)集成”聽起來有點拗口,但不難理解。
所謂“異質(zhì)”,就是器件集成了不同的材料體,好比一套家具里有木頭、金屬、塑料。
所謂“異構(gòu)”,指芯片集成了不同功能、不同工藝。
合起來說,就是把不同材料、不同器件、不同功能、不同工藝路線,盡可能高效地集成到一個系統(tǒng)里。
關于這一點,就不得不說到如今半導體產(chǎn)業(yè)最大的趨勢了。
過去,半導體產(chǎn)業(yè)認死了摩爾定律,把晶體管越做越小。
現(xiàn)在,這條路走不下去了,3nm以下制程,成本指數(shù)上漲、良率大幅下降。
這段時間,國內(nèi)媒體幾乎被華為提出的“韜(τ)定律”刷屏了。
它的核心,就是用“時間(τ)縮微”替代“幾何縮微”,作為半導體與電子系統(tǒng)演進的新原則,通過邏輯折疊等技術持續(xù)壓縮信號傳播時延,并從器件、電路、芯片到系統(tǒng)層面協(xié)同優(yōu)化。
異質(zhì)異構(gòu)集成,正是突破摩爾定律極限、實現(xiàn)“時間(τ)縮微”的重要可行路徑。
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華為提出的“韜(τ)定律”示意 圖源:華夏基金
那為什么,這個領域的重點實驗室在蚌埠落地呢?
因為蚌埠有“產(chǎn)-學-研”硬核基礎。
比如,在蚌埠,在智能傳感關鍵核心技術領域,有省級及以上科技創(chuàng)新平臺40多個,其中“國字號”平臺6個。
還比如,微電子院、芯動聯(lián)科等骨干企業(yè)主導或參與制定國家、行業(yè)標準37項,累計獲批發(fā)明專利407項。
微電子院的MEMS-OCS陣列微鏡芯片,本質(zhì)就是異質(zhì)異構(gòu)集成的重要突破。
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微電子院生產(chǎn)線 陳昂/攝
位于蚌埠龍子湖區(qū)有家硅光科技公司,是國內(nèi)首批有能力實現(xiàn)自主研發(fā)高速率硅光芯片并量產(chǎn)的公司。
在這種高速硅光模塊中,硅做無源光器件(波導、分光器、調(diào)制器)和電驅(qū)動電路,磷化銦(InP)做有源光器件(激光器、探測器),更是典型的“材料級+功能級”的雙重異質(zhì)異構(gòu)。
蚌埠的架勢一擺開,竟有點“舍我其誰”的意思。
既攻技術源頭,也建交流平臺;既要做產(chǎn)品,也要做標準、話語和生態(tài)。
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蚌埠希磁科技有限公司生產(chǎn)線內(nèi)有多個自動設備
而且蚌埠很清楚自己的專長。
當AI進入物理世界,哪些地方需要被感知、被連接、被控制?
大模型的誕生,也許在硅谷,在北京、在杭州、在深圳,但智能背后的微系統(tǒng)能力,不論是匯聚、試制,還是轉(zhuǎn)化、落地,總繞不開蚌埠。
我想,任何一個人站在這次大會現(xiàn)場,看著高校院所、央企平臺、地方政府、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,還有投資機構(gòu)和創(chuàng)業(yè)者,都不禁想問:
300來萬人口的蚌埠,哪來這么大號召力?
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美國經(jīng)濟學家、“競爭戰(zhàn)略之父”邁克爾·波特,在1990年首次系統(tǒng)闡述“產(chǎn)業(yè)集群”理論。
它描述的是一種特定區(qū)域內(nèi)由競爭合作關系的企業(yè)、專業(yè)化供應商、服務機構(gòu)及相關機構(gòu)組成的空間集聚現(xiàn)象。
波特說,集群會改變競爭的方式,企業(yè)、供應商、服務機構(gòu)、科研機構(gòu)、人才和市場之間的高密度互動,能提高企業(yè)生產(chǎn)率、創(chuàng)新能力和新企業(yè)形成的速度。
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產(chǎn)業(yè)集群示意圖
回顧前面我們提出的問題,似乎可以更直白一點。
人口不多的蚌埠,產(chǎn)業(yè)底色到底是什么?
答案可能是,這座城市的產(chǎn)業(yè)組織力夠格國內(nèi)第一梯隊。
沒錯,市場“無形之手”往往只能形成企業(yè)空間上的低端扎堆,很難孕育出波特定義的高效、有序、可持續(xù)創(chuàng)新的成熟產(chǎn)業(yè)集群。
一定要有“有形之手”,能充當市場失靈的補位者、競爭規(guī)則的制定者,以及公共資產(chǎn)的供給者。
就拿這次大會來說。
科研方面,全國重點實驗室、院士專家、重點高校院所進入蚌埠,不只是給大會增加規(guī)格印象,而是真能把技術源頭對接進來。
資本方面,大會安排產(chǎn)業(yè)基金推介、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽項目對接、中國傳感谷孵化器專題會議,資金、項目和產(chǎn)業(yè)場景高密度互動。
還有應用場景。
農(nóng)業(yè)、車用氣體、電池安全、具身智能、硅光微系統(tǒng)這些專題,是把真實體感帶到工程師面前。需求越清楚,產(chǎn)品定義越準;場景越真實,技術迭代越快。
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最后也是最根本的,其實是組織共識。
MEMS大會已經(jīng)不再只是一個會議,而是成為了蚌埠MEMS產(chǎn)業(yè)生態(tài)的“粘合劑”和“催化劑”。
特別是本屆,大會形成了“國家級學會+產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟+央企集團+地方政府”四方協(xié)同辦會模式,技術、人才、資源、政策等聚合在一起,高密度互動。
更早一些,在今年1月,蚌埠還出臺了《蚌埠市促進智能傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展條例》,以地方法規(guī)形式,把智能傳感確定為城市的主導產(chǎn)業(yè)。
產(chǎn)業(yè)組織力是一座城市的軟實力,它很抽象,卻決定一座城市能不能把產(chǎn)業(yè)從“點”做成“鏈”,從“鏈”做成“生態(tài)”。
蚌埠這座“淮河明珠、智造之城”,正以只爭朝夕的拼勁、十年一劍的韌勁,打造千億級傳感器產(chǎn)業(yè)集群。
這座“淮河明珠、智造之城”,正以只爭朝夕的拼勁、十年一劍的韌勁,打造千億級傳感器產(chǎn)業(yè)集群。
在老工業(yè)的土壤里,長出新的枝條。
MEMS的故事,才剛剛開始。
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