上海交通大学集成电路学院图像通信与网络工程研究所陈一彤课题组在算力芯片领域实现关键技术突破，成功研制出全球首款支持大规模语义媒体生成的全光计算芯片。该成果以"All-optical synthesis chip for large-scale intelligent semantic vision generation"为题，发表于国际顶级学术期刊《科学》（Science），标志着我国在智能计算芯片领域取得重大原创性进展。
随着深度神经网络和生成式AI技术的快速发展，现有电子芯片架构面临算力增长与能耗控制的双重挑战。传统全光计算芯片受限于光学元件集成度，仅能处理简单分类任务，而光电混合架构则因信号转换损耗导致计算速度受限。研究团队针对这一行业痛点，创新提出全光大规模语义生成芯片LightGen架构，首次在单芯片上实现了百万级光学神经元集成、全光维度转换及无监督光芯片训练算法三大技术突破。
实验数据显示，该芯片可直接处理分辨率达512×512的图像语义生成任务，并支持3D场景重建（NeRF）、高清视频生成、语义特征迁移等复杂应用。与传统电子芯片不同，LightGen构建了完整的光信号处理链路，从图像输入到语义理解，再到内容生成与调控，全程无需电信号介入，真正实现了光子层面的智能计算。研究团队特别设计的训练算法，突破了光场真值数据缺失的瓶颈，使芯片具备自主学习能力。
性能测试表明，在相同生成质量标准下，LightGen展现出显著优势。使用常规输入设备时，其算力与能效较顶尖数字芯片提升达2个数量级；若配备前沿光信号输入装置，理论算力可提升7个数量级，能效提升8个数量级。这种跨越式性能提升，不仅验证了全光架构处理复杂生成任务的可行性，更为下一代超低功耗智能计算芯片开辟了新路径。该成果已通过多场景验证，包括高分辨率图像生成、动态视频处理及三维场景重建等典型应用。
