集成电路与人工智能共融：解码千行百业数智化新路径

2024-09-28

<article><section data-type=“rtext”>【环球网科技报道记者郑湘琪】在新一轮科技革命与产业变革的浪潮中，集成电路产业作为信息技术的核心基石，正以前所未有的速度推动着社会的进步与发展。作为新质生产力的关键驱动力，集成电路不仅支撑着人工智能、大数据、云计算等前沿技术的飞跃，更为千行百业的数智化转型铺设了坚实的道路。随着技术的不断革新，集成电路产业正逐步揭示其无限潜力，为全球经济注入新的活力。伴随着生成式人工智能的蓬勃发展，未来集成电路产业的增长路径如何，将面临哪些机遇与挑战？行业又该如何把握宝贵的发展机遇？近期，2024中关村论坛系列活动——第八届“芯动北京”中关村IC产业论坛举行，本届论坛以“芯智能新未来”为主题，深入探讨IC与AI的多维度融合，分享交流前沿技术，助力产业蝶变升级与高质量发展，以此探索集成电路和人工智能的创新融合之路。<img data-alt=“第八届芯动北京中关村IC产业论坛（图源：中关村集成电路设计园）” src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/e0cdf0f69871942f6ec8366cca371acdu1.png?imageView2/2/w/750" />记者现场对话了中国科学院苏州纳米所人工智能实验室主任王旭光，北京航空航天大学集成电路科学与工程学院副院长王新河，与专家共同探讨集成电路和人工智能的创新融合。专业化芯片助力人工智能技术发展：为千行百业转型升级注入新动力现阶段，生成式人工智能方兴未艾。据研究机构IDC预测，全球生成式人工智能市场年复合增长率或达85.7%，到2027年全球生成式人工智能市场规模将接近1500亿美元。随着人工智能技术的不断发展，其对存储和计算能力的需求日益增长。业界认为，传统的CPU和GPU已难以满足人工智能应用的高性能需求，专用化的人工智能芯片成为解决这一问题的关键。对此，王旭光坦言，专用化的人工智能芯片虽然效率高，但学习成本较高，难以快速普及。因此在大芯片领域，以GPU、CPU、AI为例，通用化仍是主流趋势；而在移动设备、智能家居等小芯片领域，的确更倾向于专用化以满足特定应用需求。<img data-alt=“中国科学院苏州纳米所人工智能实验室主任王旭光（图源：中关村集成电路设计园）” src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/a4d99868e751969036201a9790b3ee04u1.png?imageView2/2/w/750" />按应用场景细分来看，王旭光强调了人工智能芯片在增强现实（AR）与混合现实（MR）领域的巨大潜力。他表示，从市场规模的角度来看，与AR和MR相关的应用将是人工智能芯片迅速增长的重要驱动力之一。例如，人工智能芯片能够解决AR眼镜中的立体视觉和投影技术问题，使得实时翻译、地图导航等功能在眼镜上直接显示，大幅提升用户体验。除了AR与MR，王旭光还提到了人工智能芯片在机器视觉领域的重要性。事实上，机器视觉对国家的战略意义不可忽视，在工业自动化、智能制造等领域发挥着核心作用，是提升国家制造业竞争力的关键技术之一。此外，在机器人领域，王旭光认为，随着机器人市场的不断扩大，其对算力芯片和感知器件芯片的需求也将大幅增加。这些芯片不仅需要高性能的计算能力，还需要与人工智能技术紧密结合以实现智能化感知与控制。新型半导体存储技术：应对数据爆炸时代的挑战集成电路行业与人工智能技术紧密协同的趋势，将催生出海量的新技术、新产品和新业态。在新型半导体存储器赛道，这一趋势同样蕴藏着广阔发展前景。“在人工智能加速芯片的成本构成中，存储模块的价值占比远超计算部分，凸显了存储技术的重要性。”在王新河看来，随着人工智能、大数据、云计算的飞速发展，尤其是千行百业中人工智能应用的日益深入，业界对数据处理速度和存储容量的需求也呈爆炸式增长。而传统的存储和计算架构已经难以满足这些需求，行业必须寻求新的解决方案。因此，新型半导体存储器如MRAM和RRAM等应运而生，它们以其独特的性能优势逐渐进入市场视野。新型半导体存储器能够显著提升存储密度和读写速度，同时降低能耗，这对于处理大规模数据集和复杂算法的人工智能应用至关重要。<img data-alt=“北京航空航天大学集成电路科学与工程学院副院长王新河（图源：中关村集成电路设计园）” src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/995cd3cab9a3957b004f0774f388873eu1.png?imageView2/2/w/750" />王新河进一步表示，新型半导体存储技术优势主要体现在满足现代计算架构对多线程、多需求、多场景的高要求上，可根据不同应用场景进行计算效率的优化。目前这些新型半导体存储器已逐步进入量产阶段，经过了大规模的市场验证，并在边缘计算、可穿戴、航空航天、智慧出行、工业等领域展现出广阔的应用前景。展望未来，王新河认为，随着技术的不断进步和应用场景的持续拓展，新型半导体存储器将在人工智能领域发挥更加重要的作用，市场增长空间巨大，呈指数级增长，有望逐渐替代传统存储器成为主流。另一方面，半导体存储器领域新技术的引入虽然带来了性能上的提升，但该领域同时也存在着新材料、新工艺引入的挑战，包括生产线调整、成本增加以及对现有生态系统的适配问题。这些都是需要产业链各方共同面对的“必答题”。政产学研协同：共筑集成电路行业创新生态针对集成电路与人工智能的共融之势，二位专家也为行业发展提出了建议。王新河表示，推动新型半导体技术的发展需要产学研各方的紧密合作。历史上的成功案例表明，形成全产业链协同合作的创新生态是实现一个产业技术突破和产业发展的关键。因此在明确技术路线后，应通过大规模集成化策略，将政产学研各方资源整合起来，迅速形成产业链优势。他特别提到，创新生态在技术发展中扮演着至关重要的角色。他相信，新的硬件和技术出现时，原有的生态系统有机会迁移到新平台上，关键在于技术提供者能否构建稳固的生态系统。王旭光也表示，业界各方需要加强沟通合作，共同制定符合市场需求的发展战略。同时，行业应深耕实际应用场景，据此提升创新能力，培养更多的高端人才，为芯片行业的可持续发展奠定坚实基础。人才是创新生态中极为重要的部分。王旭光建议年轻行业从业者要扎实掌握专业基础知识并注重实践经验的积累，并不断通过参加科研项目、实习实训等方式提升自己的动手能力和解决问题的能力是非常重要的，同时保持对新技术和新趋势的敏感度和学习热情，不断更新自己的知识和技能体系以适应快速变化的市场需求和技术发展趋势。完善的创新生态对于促进集成电路行业发展的重要作用。作为面向全球科技创新交流合作的国家级平台，中关村论坛始终致力于与全球各类科技创新主体共建共享科技创新发展与协作的生态圈，并尤其关注全球前沿技术与未来产业的议题。近年来，中关村论坛多次举办与集成电路行业相关的重要活动，如“RISC-V开源处理器芯片生态发展论坛”“北京（国际）第三代半导体创新发展论坛”“前瞻:新一代视显芯片发展专题活动”等，论坛邀请行业主管部门、院士专家、高校科研院所、行业协会、投资机构与企业等政产学研各方代表，就学科建设、人才培养、校企协作以及科技成果转化等进行充分交流，深入探讨产学研用融合新模式。王新河强调，中关村论坛这样的平台恰好可以促进创新生态的构建，从而吸引更多的政产学研各方资源参与到产业的整体发展中来，从而产生一大批人才、企业和成果，而在集成电路这样科技含量高的行业中，优秀人才、企业和成果的“扎堆”出现有助于推动整个行业的快速发展。王旭光认为，通过中关村论坛的平台作用，可以促进不同领域、不同背景的专家学者之间的交流和合作，共同推动科技创新事业的发展。也希望论坛中的交流和合作成果能够转化为实际的生产力和经济效益，为国家和社会的发展做出实质性贡献。在人工智能技术日新月异的今天，如何把握机遇、应对挑战、实现自主创新将是每一个集成电路从业者需要深思的问题。我们期待在未来的发展中看到更多中国企业在人工智能芯片领域的突破与贡献。</section></article>