Google开发Taara芯片以硅基电子芯片推进无线光通信的微型化

逍遥设计自动化

引言
" J; R$ H$ ]" a' w8 |" b) y' {随着全球需求激增——从串流媒体服务到人工智能应用——现有基础设施难以跟上步伐。虽然光纤仍是高速连接的黄金标准，但由于成本限制、实际困难或地理障碍，光纤常常不适用。同时，传统无线电频段日益拥挤，阻碍了5G扩展和我们对快速、可靠连接不断增长的需求[1]。

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* l8 t) Y9 v, mTaara的旅程：利用光实现连接
过去七年，Taara团队追求一个大胆的使命：利用光速传输数据，无需使用光缆。这段旅程始于一个简单而雄心勃勃的问题——能否利用光束提供丰富、快速且经济的互联网连接？从内罗毕繁忙的街道到跨越世界最深河流的城市，Taara的无线光学通信链路为传统连接方案无法服务的社区提供了类似光纤的速度。

这些地区，或过于偏远，或成本过高，或面临地理挑战，从Taara创新方法中获益。团队一直专注于降低技术成本和复杂性，将光基通信扩展到全球更多人群。
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图1：Taara芯片，约指甲大小，包含数百个用于引导、跟踪和校正光束的微型光发射器。
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" r4 i; d( W8 r% {3 }* a" G突破光纤限制的无线光学通信
) ?& u4 X) ^! O2 a* d9 O5 XTaara在光学领域运行，这里带宽几乎无限。类似于传统光纤通过地下电缆使用光传输数据，Taara使用极窄的不可见光束以高达20吉比特每秒(Gbps)的速度传输数据，覆盖距离达20公里。
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第一代技术，即Taara Lightbridge，创造了一种在两个单元之间发送光束建立连接的新方法。该系统利用镜子、传感器、精密光学和智能软件，机械地将光束精确对准所需位置。当两束光找到彼此时，形成锁定，建立安全链接传输数据。这些单元可在数小时内安装完成，与铺设光纤需要数天、数月甚至数年形成鲜明对比。

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- F% _- J9 Q+ v9 J5 A/ P图2：Taara Lightbridge装置，约交通信号灯大小，使用镜子、传感器和精密光学系统机械引导光束。
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8 j! g  C( a) R8 ?革命性Taara芯片：微型化光基通信
今天标志着Taara发展的重要里程碑：下一代Taara芯片。这款硅基光电子芯片利用光通过空气传输高速数据。而Taara Lightbridge依靠镜子、传感器和硬件进行物理引导，新芯片使用软件引导、跟踪和校正光束，无需笨重的移动部件。值得注意的是，Taara Lightbridge的大部分核心功能——体积相当于交通信号灯——已缩小到指甲大小。
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这项创新的核心是光相控阵列，一种以非凡精度操控光的先进系统。每个Taara芯片包含数百个微型光发射器。通过软件控制每个发射器何时释放光，Taara可以操控光的波前，并将其精确引导至所需位置。
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图3：Taara芯片使用固态引导技术，软件控制芯片发射器如何引导、跟踪和校正光束。

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% s0 X2 g2 \( Z已证实的性能与未来潜力
2 {- l$ Q2 Y8 P- z3 F在Moonshot Factory实验室的测试中，Taara团队已成功利用仅两个Taara芯片在室外环境下以10 Gbps的速度传输数据达1公里距离。这一成就可能代表了硅基光电子芯片首次在室外环境中实现如此远距离的高容量数据传输。团队计划在未来版本中通过将发射器数量增加到数千个，进一步扩展芯片的范围和容量。

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) W/ h8 B! }1 L展望全球连接的丰富未来
Taara构想了一个不受电缆限制或成本约束的连接未来。通过大幅减少系统的尺寸和复杂性，最终目标是大幅降低连接成本，在行业内创造网络效应。
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先进半导体工艺与Taara在十多个国家部署数百个链路的经验相结合，提供了从根本上重新思考连接的难得机会。通过在全球网状网络中部署芯片，Taara看到了为服务不足地区带来高速互联网、重新构想数据中心建设和运营、为自动驾驶车辆提供更快更安全通信等众多机会。
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$ I3 G& s3 V4 R* H- V% \0 |( yTaara芯片将在2026年推出的下一代产品中商业化。在此之前，团队邀请对探索这项技术新应用感兴趣的研究人员和创新者联系，为这一有希望的创新开启协作发展的大门。
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随着连接基础设施需求不断增长，像Taara光基通信技术这样的解决方案不仅是渐进式改进，还可能是能够重塑世界连接方式的变革性方法——使快速、可靠的连接变得如光一样广阔。
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, ^  \2 i! D) H1 V: q: ?参考来源
[1] M. Krishnaswamy, "Introducing the Taara chip: Taara's next leap in light-based innovation," [Online], Available: https://x.company/blog/posts/taara-chip/, Accessed: Mar. 1, 2025.
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; Z* I9 N# Z: G1 }) u5 B- T- F. J深圳逍遥科技有限公司（Latitude Design Automation Inc.）是一家专注于半导体芯片设计自动化（EDA）的高科技软件公司。我们自主开发特色工艺芯片设计和仿真软件，提供成熟的设计解决方案如PIC Studio、MEMS Studio和Meta Studio，分别针对光电芯片、微机电系统、超透镜的设计与仿真。我们提供特色工艺的半导体芯片集成电路版图、IP和PDK工程服务，广泛服务于光通讯、光计算、光量子通信和微纳光子器件领域的头部客户。逍遥科技与国内外晶圆代工厂及硅光/MEMS中试线合作，推动特色工艺半导体产业链发展，致力于为客户提供前沿技术与服务。
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