Mit einer Finanzierung von 1,5 Milliarden Yuan hat Shanghai ein Super-Unicorn hervorgebracht: Ein Doktor aus dem Jahr 1989 entwickelt optische Chips, weltweit der erste.

In Shanghai ist kürzlich ein Super-Unicorn aufgetaucht: Lightelligence. Heute hat es 1,5 Milliarden Yuan an Kapital beschafft. Investitionen stammen von Fonds unter der Flagge von China Mobile, Shanghai State Investment, Guoxin Fund, Pudong Venture Capital und anderen Institutionen.

Eine von Licht angetriebene Rechenleistungswelle rückt mit Beschleunigung näher.

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Das Geschäft dieser Firma ist etwas schwer zu verstehen: Sie ist ein Anbieter von optoelektronischer Hybridrechenleistung. Wie bekannt ist, verarbeitet der Chip in einem Computer Informationen mithilfe von elektrischen Signalen. Allerdings ist die Geschwindigkeit von elektrischen Signalen begrenzt und sie verbrauchen besonders viel Strom. Im Gegensatz dazu ist Licht viel schneller und hat einen geringeren Energieverbrauch.

Was Lightelligence macht, ist es, Licht und Elektrizität zu kombinieren, um ein stärkeres "Rechenhilfsmittel" herzustellen.

Warum ist die Signalverarbeitung durch Elektrizität langsamer als durch Licht? Wenn elektrische Signale in Drähten propagieren, müssen Elektronen zwischen Metallatomen "hindurchwühlen", um voranzukommen. Natürlich kann die Geschwindigkeit nicht hoch sein, normalerweise kann es nur einige hunderttausend Kilometer pro Sekunde erreichen.

Im Gegensatz dazu ist es bei Lichtsignalen anders. Licht selbst ist eine elektromagnetische Welle und muss nicht "hindurchwühlen" durch Materieatome. Es kann einfach geradlinig entlang des Glaskanals in der optischen Faser voranschreiten, daher hat es einen Geschwindigkeitsvorteil.

Okay. In welchen Szenarien wird Lichtrechnung benötigt? Beispielsweise bei der Training von großen AI-Modellen, bei autonomem Fahren und bei Raumfahrt-Satelliten.

Hier kommt wieder eine Frage. Da sowohl Elektrizität als auch Licht eindeutige Rechenszenerien haben, was ist dann optoelektronische Hybridrechenleistung und warum wird sie benötigt? Denn obwohl Lichtsignale schnell sind, sind sie in Bezug auf Flexibilität und logische Steuerung schwach und es ist schwierig, komplexe Rechenoperationen unabhängig zu bewältigen.

Insbesondere in Rechenleistungszentren wird optoelektronische Hybridrechenleistung benötigt. Und die Kernprodukte von Lightelligence sind diese: Beispielsweise Photonenrechnerprozessoren, optische Interconnect-Chips und umfassende Lösungen. Einfach ausgedrückt, es handelt sich um das Schaffen von "Rechenleistungshochstraßen" und "Photonenmotoren" für künstliche Intelligenzdatenzentren und Superrechnerzentren.

Diese Startup-Geschichte begann im Jahr 2017. Shen Yichen, der gerade einen Doktorgrad in Physik von der Massachusetts Institute of Technology erhalten hatte, kehrte mit einem Forschungsergebnis in China zurück, um ein Unternehmen zu gründen. Er wurde 1989 geboren und war damals 28 Jahre alt.

Dieser Wissenschaftler aus Hangzhou, Zhejiang, der eine Titelgeschichte in "Nature Photonics" veröffentlicht hatte, stellte fest, dass herkömmliche elektronische Chips bei der Verarbeitung von neuronalen Netzwerkberechnungen an physikalische Grenzen stoßen - die Übertragungsgeschwindigkeit von elektrischen Signalen ist langsam und der Energieverbrauch ist hoch, was die zukünftigen Rechenleistungsanforderungen der künstlichen Intelligenz nicht erfüllen kann.

Das von ihm vorgeschlagene optische neuronale Netzwerk-Architektur hat theoretisch die Machbarkeit der Matrixrechnung mit Photonen bewiesen, was der technische Ausgangspunkt von Lightelligence wurde. Im Jahr 2018 wurde Lightelligence offiziell in der Changyang Innovation Valley in Shanghai registriert.

Im Jahr 2019 veröffentlichte die Firma die weltweit erste Prototyp-Boardkarte für einen Photonen-Chip, was die Machbarkeit der Technologie bestätigte.

Im Jahr 2021 wurde der zweite Generation Photonenrechnerprozessor PACE eingeführt, der über zehntausend Photonenelemente integriert hat. Bei bestimmten neuronalen Netzwerk-Algorithmen ist die Leistung um mehrere hundertfache höher als die von High-End-GPUs.

Im Jahr 2025 hat Lightelligence gemeinsam mit Biren Technology und ZTE das LightSphere X vorgestellt, das die weltweit erste verteilte optische Interconnect- und optische Switching-GPU-Superknotenlösung ist und den höchsten Preis der Welt-Künstliche-Intelligenz-Konferenz, den "SAIL Award", erhalten hat.

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Lightelligence befindet sich im Bereich der Silizium-basierten Photonenrechnerchips.

In der Keimzeit (2010 - 2017) war die akademische Welt sich der physikalischen Grenzen von elektronischen Chips bewusst, aber die Photonenrechnung blieb nur auf theoretischer Ebene. Es gab Probleme wie eine geringe Integrationsdichte und mangelnde Zuverlässigkeit.

Von 2018 bis 2022 brach der Bedarf an Rechenleistung für künstliche Intelligenz aus. Die Branche trat in die Aufstiegszeit ein. ASIC-Chips wurden als Übergangslösung eingesetzt, aber die Engpässe bei der Datenübertragung in großen Clustern wurden deutlich.

Seit 2023 hat die optische Interconnect-Technologie, repräsentiert durch die Common Packaging Optics (CPO), begonnen aufzusteigen, was die Beschränkungen von elektrischen Interconnects in Bezug auf Bandbreite, Stromverbrauch und Latenz gelöst hat.

Im Jahr 2025 wird der weltweite Markt für Photonenrechnerchips voraussichtlich über 12 Milliarden US - Dollar erreichen. Dabei hat der chinesische Markt einen großen Anteil und weist die weltweit höchste Wachstumsrate auf.

Aktuell steht die Branche vor einem schwierigen Problem: Wenn die Größe des Rechenleistung-Clusters auf mehr als tausend Karten ansteigt, werden die Nachteile der herkömmlichen elektrischen Interconnect-Lösung offensichtlich.

In Rechenleistung-Clustern mit mehr als tausend Karten sind die Probleme des Energieverbrauchs und der Latenz ziemlich gravierend. In Bezug auf den Energieverbrauch verbraucht die Datenübertragung bei der herkömmlichen elektrischen Interconnect-Lösung extrem viel Energie. Nehmen wir als Beispiel ein mittelgroßes intelligentes Rechenzentrum mit Tausenden von GPUs. Jährlich beträgt der Stromverbrauch für die Datenübertragung mehrere Millionen Kilowattstunden. Gemäß den aktuellen Preisen für gewerbliche Stromversorgung würde die jährliche Stromrechnung über eine Million Yuan betragen.

Auch die Latenz ist nicht zu vernachlässigen. Bei der Training von großen Modellen muss Daten häufig zwischen verschiedenen Rechenknoten übertragen werden. Bei der herkömmlichen elektrischen Interconnect-Methode kann die Latenz der Datenübertragung im Millisekundenbereich liegen.

Betrachtet man die Wettbewerbssituation, so ist der weltweite Markt für Photonenrechnerchips an der Spitze konzentriert, aber neue Kräfte erheben sich. Laut einer Marktforschungsstudie von Research and Markets nehmen die Top 5 - Hersteller 71 % des Marktanteils ein.

Unter ihnen entwickeln chinesische Unternehmen verhältnismäßig dynamisch.

Laut relevanten Daten hat der chinesische Marktanteil von CPO-Modulprodukten im Jahr 2023 5 % des Weltmarktes erreicht. Im Jahr 2025 haben chinesische Hersteller dank technologischen Durchbrüchen und Kapazitätsvorteilen mehr als 70 % des Weltmarktes für High-End-Module eingenommen.

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Derzeit konzentriert sich die "blaue See" in diesem Bereich auf die Produktlinien mit einer hohen Übertragungsrate von 800 Gbit/s und höher. Der Raum für die nationale Substitution ist erheblich.

Daten der Lichtkommunikationsbranchenforschungsinstitution LightCounting zeigen, dass im Jahr 2024 Super-Skalen-Cloud-Anbieter massiv in die AI-Infrastruktur investiert haben, was die Verkäufe von 400G/800G-Ethernet-Optikmodulen in die Höhe getrieben hat. Diese Investitionswelle hält auch im Jahr 2025 an, und chinesische Cloud-Anbieter folgen dem Trend.

Im Bereich der 800G-Optikmodule gibt es international nur wenige Unternehmen, die 400G - 800 Gbit/s-Silizium-Photonen-Chips kommerziell nutzen können. Chinesische Hersteller sind jedoch an der Spitze. Zhongji Innolight hat angegeben, dass die Nachfrage wichtiger Kunden nach 800G-Optikmodulen im Jahr 2025 im Vergleich zu 2024 um ein Vielfaches steigen kann. Die Firma erweitert ständig die Produktionskapazität der relevanten Produkte.

In China ist eines der Wettbewerber von Lightelligence LightIC. LightIC konzentriert sich auf Photonen-Speicher-Inside-Computing-Chips (Speicher-Rechen-Integration) auf der Grundlage von Phasenwechselmaterialien, aber die technologische Route unterscheidet sich von der von Lightelligence.

Darüber hinaus ist eines der Differenzierungsmerkmale von Lightelligence die "offene Ökosystem + verteilte Architektur".

Nvidia hat ein geschlossenes System, ähnlich einem Autobahnnetz, das nur für seine eigenen Fahrzeuge zugänglich ist. Die optische Switching-Lösung von Lightelligence kann jedoch alle Protokolle unterstützen und ist kompatibel mit GPUs verschiedener Hersteller, was das Problem der Inkompatibilität von "zehn verschiedenen Protokollen bei zehn Herstellern" bei chinesischen GPUs löst.

Betrachtet man die Nachfrageseite, ist dieser Bereich in die Wachstumsphase eingetreten: Die Nachfrage steigt stetig, insbesondere in Bereichen wie der Training von großen AI-Modellen, autonomem Fahren und Raumfahrt-Satelliten, die eine hohe Übertragungsrate, geringe Latenz und geringen Energieverbrauch bei der Rechenleistung benötigen. Das Anwendungsgebiet der Lichtrechnungstechnologie wird immer größer.

Dieser Artikel stellt keine Anlageempfehlung dar.

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Account "Pencil News" (ID: pencilnews). Autor: Xi Wen. 36Kr hat die Veröffentlichung mit Genehmigung durchgeführt.