上海交通大学集成电路学院（信息与电子工程学院）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重大创新，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。这一突破性成果以“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）。
随着深度神经网络与大规模生成模型的快速发展，人工智能技术正深刻改变着各个领域。然而，生成模型规模的指数级增长，导致传统芯片架构在算力与能耗方面面临巨大挑战，难以满足日益增长的计算需求。光计算因其潜在的高速度与低能耗优势，成为突破这一瓶颈的重要方向，但传统全光芯片受限于小规模任务处理能力，而光电混合架构则会显著降低计算效率。
研究团队提出的LightGen芯片，首次实现了百万级光学神经元集成、全光维度转换以及无真值训练算法三大技术突破。这款芯片不仅支持高分辨率（≥512×512）图像生成，还能完成3D场景重建（NeRF）、高清视频生成与语义调控、去噪处理以及特征迁移等复杂任务。与传统电芯片依赖辅助光生成不同，LightGen通过纯光学路径完成从输入图像解析、语义理解到全新媒体数据生成的完整流程，真正实现了光对语义的“理解”与“认知”。
实验数据显示，LightGen在生成质量上与Stable Diffusion、NeRF等主流电子神经网络相当，但能耗与延迟显著降低。即使使用性能较低的输入设备，其算力仍能达到顶尖数字芯片的100倍，能效提升100倍；若采用前沿输入技术消除频率瓶颈，理论算力可提升1000万倍，能效提升1亿倍。这一成果不仅验证了全光芯片替代传统架构的可行性，更证明了解决大规模集成、维度变换与无真值训练等关键技术难题的重要性。
