2025-02-16 18:10 福建
突破！南开大学研发光学焦平面阵列堆叠芯片，实现毫米波高速成像！
人工智能（AI）正以惊人的速度发展，其所消耗的计算资源每3～4个月翻一番，计算芯片的性能提升速度已难以跟上算力需求的增长速度。在此背景下，多种框架结构的张量核心应运而生，其中光学神经网络芯片可以填补传统微电子计算芯片在速度、延迟和能效等关键指标上的短板，被认为是提升AI算力的重要发展方向。
南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所龚诚副教授、刘伟伟教授团队于2月11日研发出一款基于光学的焦平面阵列堆叠芯片，能够实现高灵敏度的毫米波探测与高速成像。该芯片采用低成本设计，解决了传统技术中光串扰严重、信号读出效率低等问题，展现出在复杂场景感知中的应用潜力。
这款新型芯片具有1600个探测单元，实测帧频144Hz，能够探测物质的瞬态结构形貌变化。该研究成果已在《光：科学与应用》上发表。据介绍，毫米波焦平面阵列芯片因其无需扫描、可实时探测、高度集成化的特点，成为芯片行业研究的热点，可广泛应用于高频通信、雷达制导、透视成像、微波光子等领域。
然而，传统基于电学读出的毫米波焦平面阵列芯片性能已达到或接近极限，成本居高不下，因此，有必要探索新的探测机制和芯片设计方案来突破限制。该研究团队从光的全并行、超高速、非接触、低串扰的性能优势中汲取灵感，将超材料完美吸收技术与微机电系统高灵敏传感技术相结合，提出了基于光学的meta-MEMS创新设计，构建了一款高性能且低成本的光学读出毫米波焦平面阵列芯片。
龚诚表示，“该技术体现了光电融合的巨大优势，是微波光子学领域的新尝试。利用该技术，未来我们可以用光来实现对任意电磁波(微波、太赫兹、红外等)的高速探测、调制甚至计算。”这表明，南开大学的这项新技术在未来可能对微波光子学领域产生深远影响。
同时，一旦此项技术实现产业化应用，在新能源汽车产业智能化上将是一个里程碑式的突破！
