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复旦微电子聚焦人工智能,助力国家新基建战略

——《电子技术应用》年度回顾与展望专题采访
2020-12-24
作者:上海复旦微电子集团副总工程师 沈磊
来源:电子技术应用

2020年对于国内集成电路产业是不平静的一年。尽管受新冠疫情和中美关系等不稳定因素影响,但国家推动的新基建政策对芯片和实现芯片的产业链支撑还是带来了积极的拉动作用。2020年集成电路行业销售预计为3819.4亿元,对比去年依旧增长23.8%,而这与国家新基建等利好政策的发布和驱动关系密切。而值此国际关系背景下的新基建方针也有着重大的意义,唯有掌握以芯片为核心的信息化基础产业,并加以布局和突破,才有可能实现产业自主、做大做强。

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上海复旦微电子集团副总工程师 沈磊

新基建发展三大步骤,合作共赢仍是趋势

从时间跨度来说,落实新基建这类战略性国家政策绝非朝夕之功。新基建很可能成为未来十年的行业发展基调,其推进落实可分为下面三个步骤:明确战略框架,布局重点领域,延伸拓展及新领域规划。而目前产业对于新基建的执行进度尚处前期阶段,我们需要抓紧明确新业态下对新基建的战略及目标框架具体方向,从而在十四五前期迈入第二步骤,能针对重点领域加强布局,优先发展亟需改善的领域。届时,市场需求可能会促使一批龙头企业的涌现,芯片行业的集聚度也有望得到进一步改善。

从领域广度来说,新基建也将是横跨集成电路全产业链的一剂助推挤。终端应用多元化,产品迭代快速化,核心技术自主化,这将倒逼企业持续投入研发,加快掌握前沿技术。以人工智能(AI)为例,其发展不仅需要强有力的算力支撑,更要有全新的算法方案,在数据采集和处理等方面,在从硬件角度对芯片的算力提出高挑战的同时,更是对算法提出高要求,算法研究与实现可以说是AI应用有效赋能的基础。集成电路是基础性产业,唯有打牢基础,才有可能使诸如AI等技术持续发展,并部署应用在智慧城市、医疗、工业等各领域。

此外,虽然新基建是国家发展政策,但对于集成电路产业来说,“开放、合作、共赢”仍然会是未来的行业发展趋势,“一招鲜吃遍天”的企业将越来越少。除了技术方向以外,国内企业在发展技术的同时,需持续针对商业和资本模式进行运营管理模式的完善和提升。

支持新基建各大领域,重点布局研发AI相关技术

复旦微电子自上个世纪创立起,现已形成安全与识别、智能电表、非挥发存储器、智能电器、可编程器件FPGA、互联网创新六大成熟的产品线和系统解决方案,产品行销30多个国家和地区。公司的芯片产品和解决方案被广泛地应用在新基建涉及的各大领域中。复旦微电子的安全控制和数据交换方案可以应用在5G通信领域中,漏电保护产品则可以应用在新能源汽车上。

而作为集团主攻的方向之一,复旦微电子也持续投入人工智能的研发工作。不同于市场大多数以算法方案为主营业务的AI公司,复旦微电子不仅研发算法,还结合公司自主开发的可编程器件和SOC、编译器工具和安全控制技术,可以向客户提供可重构PSOC平台,使得不同的顶层算法能快速针对不同应用,实现不同的赋能解决方案。复旦微电子现已开发出基于FPGA/PSoC的智能计算平台,支持以可重构芯片为基础的智能计算平台。

在2020年人工智能大会上,复旦微电子首次对外展示了FMQL45T异构融合AI芯片(简称复微青龙阡陌)和FMQL45AIT(简称复微青龙筋斗云)。FMQL45T搭配“复微阡陌”加速模块,是国内首款自主知识产权的亿门级全可编程融合芯片,在单芯片上集成了基于具有丰富功能的四核处理器的处理系统和可编程逻辑,可灵活实现端侧AI加速;FMQL45AIT基于“复微筋斗云”架构,可构成高效赋能端侧人工智能应用智能计算平台的亿门级可编程异构融合AI芯片,是国际首款自定义全新架构的可重构AI芯片,可以在几个毫秒内识别目标。

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复旦微电子“青龙1号芯片”——FMQL45AIT(简称青龙筋斗云)

两款青龙芯片将高清摄像头捕捉到的人脸镜头“阅读计算”后,再反馈到监控屏幕上的处理时间,只需要38-64毫秒,可极大提高人群实时高清识别和检测。继青龙1号之后,复旦微电子还将陆续研发和推出白虎、朱雀、玄武等新一代更强大的国产芯片,持续针对人工智能领域进行布局,助力国家新基建战略的实施与发展。

聚焦前沿领域布局,助力国家新基建战略

作为国家的长期发展战略,新基建显然不限于某类具体产品的实现,而是预先研究布局,做好产业必须的基础准备工作。而这与复旦微电子长期以来的发展策略也不谋而合。在22年的发展历程中,集团始终坚持对前瞻领域的基础技术进行布局。同新基建一样,针对集团整体发展产品定位、自身技术积累、人员结构以及后期发展方向,修炼“内功”,并依托此进行产品和技术创新。

·人工智能——在AI的基础建设方面,复旦微电子拥有智能计算研究室、系统应用研究室、软件技术研究室、数字技术研究室等基础研究机构。在进行芯片设计的同时,复旦微电子还打造了以FPGA/PSoC/PSoC-AI芯片系列为基础的智能计算平台,以算法和整体解决方案提升产品价值,探索应用领域。

·存储——复旦微电子具有长期存储的技术积累,从机理、产品、设计方面对技术都拥有深刻的理解,无论在嵌入式还是通用存储市场都具有了很好的口碑。而作为集团的核心基础技术之一,存储技术广泛应用在电力电子、FPGA、安全识别事业部、存储等产品线及领域。而得益于集团对于存储技术的前瞻布局和研究,复旦微电子也成为了全球领先的NVM供应商,现已形成EEPROM、SPINOR Flash、SPINAND Flash、专用存储器四大产品线,也是国内非挥发存储器产品线最完整的公司之一。

·芯片安全领域——当今信息交互时代对信息安全控制提出了极高的要求。在复旦微电子的安全实验室内,不仅会对基础算法进行开发,还会对算法在系统的应用和效能作为基础技术研究。此外,复旦微电子还会研究芯片安全攻击方法,以“矛”试“盾”,从而验证与确保集团产品的鲁棒性和可靠性。诞生在复旦微电子安全实验室内的技术屡屡获得市场的认可:PUF(物理不可克隆功能)技术实现了国内首个量产PUF芯片,应用于量子标签QUANTAGTM管理方案,并结合区块链实现了可溯源的唯一性认证平台(UIVS);基于国际加密算法标准SM9等在内的多种密码算法安全方案的研究与实现也发生在安全实验室内,该算法增强身份认证、数据传输加密性能。

行至2021年,国家即将迎来十四五,新基建的战略框架也将逐步完整化。复旦微电子将继续瞄准芯片产业的未来,在人工智能算法与应用、人工智能硬件加速平台、大数据挖掘与应用、芯片与IoT安全、新型存储器技术等方面,持续对前沿领域技术进行投入,研发并推出市场领先的产品和方案,助力国家新基建战略的落实与发展。

 


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