Neurophos融資1.1億美元開發微型光學AI推理芯片

二十年前，杜克大學教授David R. Smith利用人工復合材料"超材料"制造了現實版的隱形斗篷。雖然這個斗篷不像哈利波特的那樣神奇，只能在單一微波波長下有限地隱藏物體，但這些材料科學的進展最終推動了電磁學研究的發展。

如今，總部位于奧斯汀的光子學初創公司Neurophos從杜克大學和Metacept（Smith運營的孵化器）衍生而來，正在將這項研究進一步發展，以解決AI實驗室和超大規模數據中心面臨的最大問題：如何在控制功耗的同時擴展計算能力。

這家初創公司開發了一種具有光學特性的"超表面調制器"，使其能夠作為張量核心處理器執行矩陣向量乘法運算——這種數學運算是許多AI工作（特別是推理）的核心，目前由使用傳統硅柵和晶體管的專用GPU和TPU執行。Neurophos聲稱，通過在芯片上安裝數千個這樣的調制器，其"光學處理單元"比目前在AI數據中心大規模使用的硅GPU要快得多，在推理（運行訓練好的模型）方面效率更高，而推理可能是一項相當昂貴的任務。

為了資助芯片開發，Neurophos剛剛在由Gates Frontier（比爾·蓋茨的風投公司）領投的A輪融資中籌集了1.1億美元，參投方包括微軟的M12、Carbon Direct、沙特阿美風投、博世風投、Tectonic Ventures、Space Capital等。

光子芯片并不新鮮。從理論上講，光子芯片比傳統硅芯片性能更高，因為光產生的熱量比電少，傳播速度更快，對溫度和電磁場變化的敏感性也要低得多。

但是光學組件往往比硅組件大得多，而且難以批量生產。它們還需要轉換器將數據從數字轉換為模擬再轉換回來，這些轉換器可能很大且耗電量大。

然而，Neurophos認為其開發的超表面可以一舉解決所有這些問題，因為它比傳統光學晶體管小約"1萬倍"。該初創公司聲稱，這種小尺寸使其能夠在芯片上安裝數千個單元，從而獲得比傳統硅芯片更高的效率，因為該芯片可以同時進行更多計算。

Neurophos首席執行官兼聯合創始人Patrick Bowen博士告訴TechCrunch："當你縮小光學晶體管時，你可以在光學域中進行更多數學運算，然后再轉換回電子域。如果你想要速度快，必須首先解決能效問題。因為如果你要讓芯片快100倍，它會消耗100倍的功率。所以只有在解決了能效問題之后，你才能獲得高速運行的優勢。"

Neurophos聲稱，其結果是一個光學處理單元，性能遠超英偉達的B200 AI GPU。該初創公司表示，其芯片可以在56 GHz下運行，峰值達到235萬億次運算每秒（POPS），功耗675瓦，而B200在1000瓦功耗下只能提供9 POPS。

Bowen表示，Neurophos已經簽署了多個客戶（盡管他拒絕透露具體名稱），包括微軟在內的公司正在"密切關注"這家初創公司的產品。

不過，這家初創公司正進入一個擁擠的市場，該市場由英偉達主導，英偉達是世界上最有價值的上市公司，其產品或多或少支撐了整個AI繁榮。還有其他公司在從事光子學研究，不過一些公司如Lightmatter已經轉向專注于互連技術。而且Neurophos距離投產還有幾年時間，預計首批芯片將在2028年中期上市。

但Bowen相信，其超表面調制器提供的性能和效率優勢將證明是足夠的護城河。

他說："其他所有人在做的，包括英偉達在內，就硅的基本物理特性而言，實際上是漸進式的而不是革命性的，它與臺積電的進展相關。如果你看臺積電節點的改進，平均而言，它們的能效提高約15%，這需要幾年時間。"

"即使我們規劃英偉達多年來在架構方面的改進，到我們在2028年推出產品時，我們仍然比市場上的其他所有人都有巨大優勢，因為我們在能效和原始速度方面都比Blackwell有50倍的起點優勢。"

為了解決光學芯片傳統上面臨的批量制造問題，Neurophos表示其芯片可以用標準硅代工廠材料、工具和工藝制造。

新融資將用于開發公司的首個集成光子計算系統，包括數據中心就緒的OPU模塊、完整的軟件棧和早期訪問開發者硬件。公司還將在舊金山開設工程辦公室，并擴大其在德克薩斯州奧斯汀的總部。

微軟核心AI基礎設施企業副總裁兼技術研究員Marc Tremblay博士在聲明中表示："現代AI推理需要巨大的功率和計算量。我們需要在計算方面實現突破，這與我們在AI模型本身看到的飛躍相當，這正是Neurophos的技術和高人才密度團隊正在開發的。"

Q&A

Q1：Neurophos的超表面調制器有什么優勢？

A：Neurophos開發的超表面調制器比傳統光學晶體管小約1萬倍，這種小尺寸使其能夠在芯片上安裝數千個單元，可以同時進行更多計算，從而獲得比傳統硅芯片更高的效率。光產生的熱量比電少，傳播速度更快，對溫度和電磁場變化的敏感性也更低。

Q2：Neurophos的光學處理單元性能如何？

A：Neurophos聲稱其光學處理單元性能遠超英偉達的B200 AI GPU。其芯片可以在56 GHz下運行，峰值達到235萬億次運算每秒（POPS），功耗675瓦，而英偉達B200在1000瓦功耗下只能提供9 POPS，在能效和原始速度方面都有顯著優勢。

Q3：Neurophos的芯片什么時候能上市？

A：Neurophos距離投產還有幾年時間，預計首批芯片將在2028年中期上市。公司表示已經簽署了多個客戶，包括微軟在內的公司正在密切關注其產品。新融資將用于開發首個集成光子計算系統和相關配套設施。