36Kr Exclusive | A Tsinghua-affiliated optical computing chip company has completed a tens of millions angel round financing, targeting the full-spectrum optical computing architecture

Autor | Qiao Yujie

Redakteur | Yuan Silai

Yingke hat kürzlich erfahren, dass die Photon Core Power (Beijing) Technology Co., Ltd. (im Folgenden als "Photon Core Power" bezeichnet) eine Angel-Runde-Finanzierung im Wert von mehreren Millionen Yuan abgeschlossen hat. Die Runde wurde gemeinsam von der Suzhou Xinyang Fund, der Chixing Venture Capital und der Shengjing Jiacheng angeführt, und die Kaiyuan Venture Capital hat mitinvestiert.

Photon Core Power wurde 2024 gegründet und hat ihren Sitz in Beijing. Es ist ein Hardtech-Start-up, das sich auf optoelektronische integrierte Rechenchips konzentriert. Dr. Yang Qisheng, der Gründer des Unternehmens, hat an der Fakultät für integrierte Schaltkreise der Tsinghua-Universität studiert und verfügt über einen Querschnittshintergrund in der Optoelektronik. Das Kernteam stammt hauptsächlich von der Tsinghua-Universität, und die Mitglieder haben Fachkenntnisse in den Bereichen Optik, Algorithmen, Halbleiter und Industrieressourcen.

Derzeit wird die Optische Rechnung als einer der wichtigen Richtungen angesehen, um die "Leistungswand" und die "Speicherwand" von Elektronenchips zu überwinden. Die Branche steht am Vorabend der Industrialisierung. Das Kernprodukt von Photon Core Power konzentriert sich auf optoelektronische heterogene Rechenchips und die dazugehörige Software-Toolchain.

Auf der Hardware-Ebene hat Photon Core Power innovativ den "Full-Wave-Rechen"-Technikpfad gewählt. Yang Qisheng erklärte, dass die Technologiepfade im Bereich der optischen Rechnung noch nicht vollständig konvergiert sind. Das Unternehmen hat sich für einen differenzierten Pfad basierend auf "Full-Wave-Metasurfaces" entschieden, mit dem Ziel, das Leistungspotenzial der optischen Rechnung maximal auszuschöpfen.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Methode des Zusammenfügens integrierter optischer Komponenten kann die Full-Wave-Metasurface-Technologie die Wellenfront von Lichtwellen fein steuern und die Welleneffekte wie Beugung, Interferenz und Streuung als Ganzes gestalten, so dass der Optochip als ein berechenbarer physikalischer Operator betrachtet werden kann.

(Bildquelle/Unternehmen)

Im Vergleich zum herkömmlichen Mach-Zehnder-Interferometer (MZI)-Schema kann die Größe des Metasurface-Chips um mehr als zehn Mal verkleinert werden. Die Rechenkapazitätsdichte kann höchstens 1.000 TOPS pro Quadratmillimeter erreichen. Durch die heterogene Integration mit einem Elektronenchip in Chiplet-Technik kann die höchste Integration und Energieeffizienz der optischen analogen Rechnung erzielt werden.

Auf der Software-Ebene hat das Unternehmen das eigenentwickelte optoelektronische Simulations- und Entwurfstool EPDA entwickelt, das den Simulations- und Kooptimierungsprozess von Optoelektronenchips von der Bauelemente- bis zur Systemebene durchdringt.

Diese Toolchain kann die Vorteile des Optochips bei der linearen Rechnung, wie hohe Parallelität und niedriger Energieverbrauch, voll ausnutzen und gleichzeitig die reifen Fähigkeiten des Elektronenchips bei der nichtlinearen Rechnung, Steuerung und Datenscheduling kombinieren, um die Software-Hardware-Kooperation des optoelektronischen heterogenen Systems zu erreichen.

Das Unternehmen beschleunigt auch die Entwicklung der Software-Toolchain für optoelektronische heterogene Chips wie Compiler, Treiber und Operatorbibliothek. Durch die Abstraktion des Verhaltensmodells und die Anpassung an die gängigen Deep-Learning-Frameworks wird die Schwelle für die Benutzer verringert.

(Bildquelle/Unternehmen)

In Bezug auf die Forschungs- und Entwicklungsfortschritte hat Photon Core Power derzeit die Prinzipvalidierung abgeschlossen und tritt schrittweise in die Engineering-Validierungsphase ein. Yang Qisheng sagte, dass das Unternehmen in der nächsten Phase die Entwicklung kundenspezifischer Chips vorantreiben und die Arbeiten wie Tests, Verkapselung, Kalibrierung und Software-Hardware-Koordination abschließen wird.

Im Folgenden finden Sie Auszüge aus dem Interview (leicht bearbeitet):

Yingke: Was sind die differenzierten Vorteile der Full-Wave-Optischen Rechnungsarchitektur?

Yang Qisheng: Der Begriff "Full-Wave" bedeutet, möglichst alle Effekte der Wellenoptik zu nutzen. Viele aktuelle optische Rechnungslösungen nutzen nur ein Phänomen, wie Interferenz, Lichtintensität oder Beugung. Tatsächlich gehören Reflexion, Brechung, Streuung, Interferenz usw. im Wesentlichen alle zu den Wellenoptikeffekten. Unser Ansatz besteht darin, diese Effekte in ein einheitliches Entwurfskonzept einzubeziehen, um das Leistungspotenzial der optischen Rechnung maximal auszuschöpfen.

Der Schlüssel hierfür ist die Metasurface-Technik. Denn die Metasurface kann jeden "Pixelpunkt" im Lichtausbreitungspfad fein steuern, was gleichbedeutend mit der direkten Programmierung der Lichtwellenfront ist. Mit anderen Worten, wir betrachten nicht den Optochip als eine Kette kleiner Bauelemente, sondern entwerfen den gesamten Optochip als einen "berechenbaren physikalischen Operator".

Der größte Vorteil dieses Pfads im Vergleich zum herkömmlichen MZI (Mach-Zehnder-Interferometer)-Pfad liegt zunächst in der Rechenkapazitätsdichte. Die Größe der Metasurface-Einheiten kann im Vergleich zu den MZI-Einheiten um mehr als zehn Mal verkleinert werden. Theoretisch kann daher eine Rechenkapazitätsdichte von 1.000 TOPS pro Quadratmillimeter erreicht werden.

Außerdem kann die herkömmliche MZI-Einheit im Wesentlichen nur eine Grundelementrechnung in der Matrixmultiplikation ausführen. Auf einem kleineren Metasurface-Chip können wir sogar direkt die Funktion eines neuronalen Netzwerk-Klassifikators implementieren. Daher ist die Funktionskomplexität auch höher.

Gleichzeitig verfügt das Metasurface-Schema über eine höhere Systemintegration und eignet sich daher natürlich für die heterogene Integration mit einem Elektronenchip in Chiplet-Technik, um die stark parallele und energieeffiziente lineare Rechnung, in der Licht gut ist, mit der Steuerung, dem Speicher und der nichtlinearen Rechnung, in der Elektronik gut ist, zu kombinieren.

Yingke: Wie versteht man die Ursprungsfindung einer effizienten DFNO-Entwurfsmethode für Optochips?

Yang Qisheng: Im Wesentlichen entwickeln wir eine "AI for Chip"-Entwurfsmethode.

In der Vergangenheit war das Design von Optochips stark von numerischen Simulationen abhängig, was viel Zeit und Rechenleistung erforderte und auch stark von der Erfahrung der Ingenieure abhing. Jetzt bringen wir KI in den Chip-Entwicklungsprozess ein, um die Leistungssimulation und die Rückentwurf zu beschleunigen. Das traditionelle Chipdesign ähnelt eher dem Zusammenfügen verschiedener Bauelemente durch Ingenieure. Jetzt geben wir zunächst das Entwurfsziel vor und lassen dann das Endlayout automatisch durch Algorithmen zerlegen und generieren. Es geht daher nicht nur um eine Effizienzsteigerung, sondern vor allem um eine Veränderung des Designparadigmas. Für ein komplexes System wie einen optoelektronischen heterogenen Chip wird die KI-gesteuerte Methode sehr wichtig sein.

Yingke: Warum sollten Sie eine Hardware-Software-Integration betreiben?

Yang Qisheng: Das Herstellen von Chips ist nur der erste Schritt. Entscheidend ist, ob sie am Ende tatsächlich von den Benutzern genutzt werden können.

Beim Markteintritt von Elektronenchips oder Optochips treten immer Ökosystemprobleme auf. Deshalb haben wir uns entschieden, die Software-Toolchain voranzubringen, um möglichst schnell auf die Bedürfnisse der Kunden zu reagieren und frühzeitig eine Entwicklergemeinschaft aufzubauen. Unsere Software-Toolchain dient nicht nur den Anwendungen der Kunden, sondern ist auch ein Teil des Chip-Design-Systems. Im Bereich der Elektronenchips gibt es z. B. EDA-Tools für das Design und Anwendungs-Ebenen-Tools wie Compiler, Treiber und Operatorbibliotheken. In der Vergangenheit fehlte es der optischen Rechnung an einem Ökosystem.

Derzeit fehlt es in der Branche nicht an optischen Rechnungshardware, die "hergestellt werden kann". Das Schwierige ist, sie stabil und nutzbar zu machen und in das bestehende KI-Entwicklungssystem zu integrieren. Deshalb werden wir unsere eigenentwickelte Toolchain open source machen, den Optochip in ein Verhaltensmodell abstrahieren und die nichtidealen Faktoren der optischen Bauelemente an die Algorithmusseite zurückmelden, um schließlich ein stabiles und umsetzbares Systemergebnis zu erzielen.

Meinungen der Investoren

Wu Jiangang, Generalmanager von Silex Microsystems und LP der Suzhou Xinyang Fund, sagte: Wenn das Moore'sche Gesetz in die Schwäche gerät, bietet die optische Rechnung ein neues Technologieparadigma für die Entwicklung der Rechenleistung. Das Gründerteam von Photon Core Power kommt von der Tsinghua-Universität und verfügt über solide technische Kenntnisse und einen innovativen Geist. Wir glauben, dass der von ihnen eingeschlagene Full-Wave-Optische-Rechnungs-Pfad in der zukünftigen Rechenleistungskonkurrenz eine wichtige Rolle spielen wird.

Wang Yunkai, Gründender Partner der Chixing Venture Capital, sagte: Die Technologie von Photon Core Power nutzt die Vorteile der ultrahohen Integration der Full-Wave-Optischen Rechnung auf Metasurfaces voll aus und kombiniert sie mit der eigenentwickelten optoelektronischen Rechensoftwareplattform, um die Kooperationsleistung des Clusters von optoelektronischen Chiplets zu maximieren. Dieses Systemlösungsansatz mit Hardware-Software-Integration wird sicherlich in mehreren Kernanwendungsbereichen wie Edge-Side-Inferenz und Cloud-Training eine differenzierte Wettbewerbsfähigkeit schaffen und die Branche nachhaltig beeinflussen.

Liu Haofei, Gründender Partner der Shengjing Jiacheng, sagte: Obwohl Photon Core Power ein junges Unternehmen mit einem jungen Team ist, hat es in der Full-Wave-Optoelektronischen-Integration-Rechnung bahnbrechende Innovationskraft und signifikante Vorteile und könnte sehr wohl zu einem Dark Horse im Bereich der optischen Rechnung werden. Als ein Investmentunternehmen, das von Hochrangigen Managern der Tsinghua-Industrie und Tsinghua-Ingenieur-Alumnis gegründet wurde, kann die Shengjing Jiacheng dank der Projektquellenvorteile von Spitzenforschungseinrichtungen wie der Tsinghua-Universität, der Peking-Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der tiefen Zusammenarbeit mit Branchenführern wie SMIC, Sany Group, Bitmain und iSoftStone einen einzigartigen Mehrwert bei der kommerziellen Erfolgsbringung von innovativen Projekten leisten. Wir hoffen, dass Photon Core Power ein wichtiges Highlight in unserem Investmentportfolio wird.

Die Kaiyuan Venture Capital sagte: Angesichts der Verlangsamung des Moore'schen Gesetzes und des starken Anstiegs des Bedarfs an KI-Rechenleistung ist die optische Rechnung zur Kernrichtung geworden, um die Rechenleistungsschranke von Elektronenchips zu überwinden. Der von Photon Core Power eingeschlagene Full-Wave-Rechen-Technikpfad hat einzigartige Vorteile und differenzierte Wettbewerbsbarrieren. Wir hoffen, dass das Unternehmen die technologische Forschung und Entwicklung sowie die Industrialisierung kontinuierlich vorantreibt. Als ein Investmentunternehmen, das auf der Tsinghua-Universität aufbaut und die Kräfte der Tsinghua-Alumnis vereint, konzentriert sich die Kaiyuan Venture Capital auf aufstrebende Branchen wie neueste Informationstechnologie, Künstliche Intelligenz und Biotechnologie und entdeckt potenzielle Start-up-Unternehmen. Photon Core Power hat 2025 den Präsidentenpokal der Tsinghua-Universität, den Goldpreis des Nationalen Innovationswettbewerbs und den Pokal des Kunshan-Wettbewerbs gewonnen und ist eine dynamische Kraft in der Start-up-Ökosystem der Tsinghua-Universität. Wir sind sehr geehrt, an dieser Finanzierungsrunde von Photon Core Power teilnehmen zu können und die Entwicklung des Innovationsökosystems von Alumni-Unternehmen zu unterstützen. Wir freuen uns darauf, die Zeit der optischen Rechnung gemeinsam zu erleben.