当汽车智能化进入算力与数据比拼的深水区，传统电互连的瓶颈日益凸显。而以光芯片为代表的新技术正以低延迟、高带宽的特性，成为智能汽车进阶的关键变量。
近日，据外电报道，多家国外芯片企业及科技公司都在发力布局光芯片，而且以汽车、AI等领域为重点，持续推动光芯片，以及光通信技术“上车”，为汽车的智能化演进带来了新引擎。
技术创新推动变革
据介绍，光芯片是以光子为信息载体进行数据传输与处理的集成电路芯片，具有低功耗、高带宽、低时延特性，主要应用于光通信、光计算、光传感等领域 。截至目前，这一领域的布局及竞争正在持续升温。
光芯片基于光子学原理，利用光波代替电子信号传输数据，通过集成激光器、调制器、波导等光电器件实现光信号的产生、传输、调制与探测。光芯片以光子为信息载体，传输1比特信息所需能量仅为电子器件的千分之一，信息容量比电子高出3-4个数量级，且具有抗干扰能力强等先天优势。核心技术包括硅光子技术（利用硅基材料实现光信号处理）和III-V族材料集成（如磷化铟、砷化镓激光器）等。
光芯片通过一些智能化核心器件赋能汽车，如激光雷达驱动高阶自动驾驶感知系统，而光纤则为车内高速光通信赋能，同时解决了带宽瓶颈与电磁干扰难题。
如今，从智能辅助驾驶到L3/L4自动驾驶带来的百Gbps级带宽需求，光芯片作为“光纤上车”的关键支持，替代传统铜线缆，提供低延迟、抗电磁干扰、轻量化（线束减重约90%）的车载数据传输骨干网，适配中央计算架构。
同时，智能座舱与传感器方面，还包括驾驶员/乘员监测系统，3D人脸识别及手势交互，利用红外光芯片实现高精度活体检测与多模态交互，提升座舱智能化水平。
目前，光通信方案由于尚未形成规模化，成本仍高于铜缆，但随着规模化落地的进程，成本正快速下降；行业正从“组装强”向“造芯强”转型，构建自主可控生态。未来，随着AI大模型上车，数据流量指数级增长，“光进”成为必然，单车光芯片用量将从感知端扩展至通信端数十颗级别，形成千亿级新产业赛道。
重塑汽车产业未来
眼下，汽车正向着智能化、电动化方向加速前行，而芯片作为汽车的“大脑”，其重要性不言而喻。从传统分布式架构向集中式架构的演进，对芯片的集成度和算力提出了更高的要求。
在自动驾驶从智能辅助驾驶到L3至L4级的发展过程中，车甚至需要超过上千TOPS的计算能力，以应对车内传感器所采集到的海量数据。高性能控制芯片和SoC成为了市场的主要增长点，它们直接决定了电子电器架构的形态，进而影响着智能汽车的性能表现。
而以光为中心的光芯片架构，作为芯片领域的新兴力量，正逐渐崭露头角，有望成为汽车业变革的关键，为汽车行业的发展注入新的活力，开辟新的道路。
与快速发展的汽车新技术相比，传统芯片功耗、性能的部分短板也在逐渐显现，而光芯片架构为汽车行业的发展带来了新的希望。高速传输是光芯片架构最为显著的特点之一。光子的传播速度极快，接近光速，这使得光芯片在数据传输速率上具有天然的优势。与传统电子芯片相比，光芯片的传输速率可达到太赫兹级别，能够轻松应对汽车电子系统中日益增长的海量数据传输需求。在自动驾驶场景中，光芯片可以在瞬间将摄像头、雷达等传感器采集到的大量数据传输到中央处理器进行处理，大大缩短了数据处理的时间，使车辆能够快速做出决策，及时应对各种路况，显著提高了自动驾驶的安全性和可靠性。
低能耗也是光芯片架构的一大亮点。由于光信号在传输过程中几乎不产生电阻损耗，因此光芯片的能耗极低。这对于电动汽车来说具有重要意义，低能耗的光芯片可以减少电池的耗电量，从而延长电动汽车的续航里程。同时，低能耗还意味着芯片产生的热量较少，降低了散热系统的负担，提高了芯片的稳定性和寿命。
光芯片架构还具有出色的抗干扰性。光信号不受电磁干扰的影响，这使得光芯片在复杂的汽车电磁环境中能够稳定地工作。无论汽车内部的电磁环境如何变化，光芯片都能准确地传输和处理数据，有效避免了因电磁干扰导致的各类问题，为汽车电子系统的可靠运行提供了有力保障。
高集成度是光芯片架构的又一优势。光芯片可以将多种功能的器件集成在一个芯片上，实现高度的集成化。这不仅减少了芯片的体积和重量，还降低了系统的复杂度和成本。在汽车电子系统中，高集成度的光芯片可以使电路板的布局更加紧凑，减少布线数量，提高系统的可靠性和可维护性。
应用领域日益扩展
伴随着光芯片技术的成熟，其优势在汽车领域的应用也日渐扩展。
在智能驾驶领域，光芯片是激光雷达的核心组件，对其性能起着决定性作用。光芯片在激光雷达中的应用，不仅提升了激光雷达的性能，还推动了智能驾驶技术的发展。随着光芯片技术的不断创新和进步，激光雷达将变得更加高效、可靠，为智能驾驶的普及和发展奠定坚实的基础，让未来的出行更加安全、便捷。
智能座舱作为汽车智能化的重要体现，正逐渐成为人们在出行过程中的智能生活空间，集娱乐、办公、导航等多种功能于一体。在这个空间中，多屏交互成为了提升用户体验的关键，而光芯片则扮演着实现高速数据传输的连接纽带角色，确保了智能座舱内各个设备之间的高效通信和流畅交互。如今，智能座舱内配备了多个显示屏，如中控大屏、数字仪表盘、抬头显示器（HUD）、后排娱乐屏等，这些屏幕需要实时显示大量的信息，如车辆行驶数据、导航地图、多媒体内容等。光芯片在智能座舱高速数据传输中的应用，解决了传统电子芯片的数据传输瓶颈问题，提升了多屏交互的流畅性和用户体验，让智能座舱真正成为一个智能化。
有关专家表示，从发展的视角看，光芯片架构在汽车行业的日益广泛应用，正有力地推动着汽车产业的升级，为整个产业带来了新的发展机遇和变革。它显著提高了汽车产业的竞争力。同时，其不仅提升了自动驾驶的安全性和可靠性，还为用户带来了更好的智能交互体验，吸引了众多消费者。
在汽车行业这场波澜壮阔的变革中，以光为中心的光芯片架构正以其独特的魅力和强大的实力，为汽车业的发展开辟出一片崭新的天地，并成为推动汽车智能化、电动化的重要力量。
来源：中国汽车报
