我們的中國(guó)“芯”

近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)芯片在制造和性能等領(lǐng)域取得較大提升。除國(guó)產(chǎn)臺(tái)式機(jī)、企業(yè)云平臺(tái)、發(fā)電廠、高鐵、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部分使用了中國(guó)“芯”外，手機(jī)、筆記本電腦、智能穿戴設(shè)備等，也已部分使用國(guó)產(chǎn)芯片。

中國(guó)“芯”對(duì)芯片壟斷產(chǎn)品的替代，將在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間成為網(wǎng)絡(luò)信息領(lǐng)域的新常態(tài)。

圖4 紅外熱電堆傳感器芯片雙面光刻工藝操作現(xiàn)場(chǎng) (圖/中國(guó)航天網(wǎng) 李康凱 攝）

AI“芯”

人工智能（AI）芯片是人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的核心基礎(chǔ)。

圖5 光子人工智能芯片（圖/新華社 張玉薇 攝）

國(guó)內(nèi)以人工智能芯片為核心的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，大多聚焦在視覺(jué)智能、語(yǔ)言智能處理技術(shù)等領(lǐng)域。近年來(lái)，我國(guó)已涌現(xiàn)一批AI 芯片新產(chǎn)品和新成果，比如寒武紀(jì)推出的首顆訓(xùn)練芯片已規(guī)模化生產(chǎn)，地平線也已量產(chǎn)我國(guó)首款車(chē)規(guī)級(jí)人工智能芯片等。

數(shù)據(jù)、算法和算力是人工智能的三大驅(qū)動(dòng)力，但最終都需落實(shí)到算力，而芯片算力則直接來(lái)自于集成電路的發(fā)展。AI 智能化水平的提高依賴(lài)于算力的快速增長(zhǎng)，人工智能算法的算力需求遠(yuǎn)超摩爾定律的增長(zhǎng)速度。從金融、安防、醫(yī)療、教育到智慧城市，算力日益成為業(yè)界競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)首款采用顯存的通用AI 芯片——昆侖芯2 是百度第二代自研AI芯片，芯片采用7 nm 制程，搭載自研的第二代XPU 架構(gòu)，適用云、端、邊等多場(chǎng)景，可應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)核心算法、智慧城市、智慧工業(yè)等領(lǐng)域。此外，昆侖芯2 還將賦能高性能計(jì)算機(jī)集群、生物計(jì)算、智能交通、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域。

天機(jī)芯片是全球首款異構(gòu)融合類(lèi)腦芯片，同時(shí)支持基于神經(jīng)科學(xué)的脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，被評(píng)為2019 年中國(guó)十大科技進(jìn)展之一。

圖6 搭載天機(jī)芯片的無(wú)人自行車(chē)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平衡、避障、過(guò)障、目標(biāo)跟蹤、語(yǔ)音指令識(shí)別以及自主決策（圖/新華社 王晨曦 攝)

知識(shí)小貼士

摩爾定律：由英特爾創(chuàng)始人之一戈登· 摩爾提出。指當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。

汽車(chē)“芯”

汽車(chē)芯片是關(guān)乎汽車(chē)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要器件，是汽車(chē)強(qiáng)國(guó)建設(shè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

車(chē)規(guī)級(jí)芯片分為控制芯片、微處理器芯片、存儲(chǔ)芯片、模擬芯片及功率器件。微控制單元（MCU 芯片）是我國(guó)汽車(chē)制造中最緊缺的芯片，也是影響汽車(chē)制造的主要原因。汽車(chē)搭載的發(fā)動(dòng)機(jī)、防抱死系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)等均需使用這類(lèi)芯片。在傳統(tǒng)的分布式ECU 架構(gòu)中，制造一輛汽車(chē)需70～300 塊MCU芯片，在未來(lái)智能汽車(chē)中央計(jì)算架構(gòu)下，制造一輛汽車(chē)僅需10～20 塊高性能MCU芯片。推進(jìn)汽車(chē)電子電氣架構(gòu)由分散式向集中式演進(jìn)，或是解決汽車(chē)制造行業(yè)“缺芯”狀況的終極方案之一。

手機(jī)“芯”

手機(jī)芯片主要包括射頻芯片、基帶芯片和核心應(yīng)用處理器。射頻芯片負(fù)責(zé)無(wú)線通信，應(yīng)用處理器就是傳統(tǒng)意義的CPU 和GPU（圖形處理器），基帶芯片負(fù)責(zé)對(duì)無(wú)線通信的收發(fā)信號(hào)實(shí)施數(shù)字信號(hào)處理，在整個(gè)系統(tǒng)中的位置介于前兩者之間。