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        5G芯片論壇:5G推動(dòng)IC產(chǎn)業(yè)“量質(zhì)同升”

        2020-12-30 07:08:40齊旭
        中國電子報(bào) 2020年75期
        關(guān)鍵詞:算力射頻芯片

        齊旭

        10月15日,由中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院主辦,中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)承辦的第三屆全球Ic企業(yè)家大會(huì)5G芯片分論壇在上海舉辦。分論壇上,與會(huì)專家就5G、AI等新一代信息技術(shù)對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用進(jìn)行了深入探討。

        2020年是中國集成電路產(chǎn)業(yè)風(fēng)起云涌的一年。這一年,5G商用,電子信息產(chǎn)業(yè)對(duì)AI和IoT技術(shù)有了新的期許,中國集成電路產(chǎn)業(yè)也有了新的思考。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,萬物互聯(lián)已成大勢所趨。從工業(yè)、汽車、醫(yī)療,到城市和家庭,集成電路產(chǎn)業(yè)擁有萬億級(jí)的藍(lán)海市場,從局域到廣域,5G、AI和IoT技術(shù)為集成電路產(chǎn)業(yè)帶來了新風(fēng)口。

        如今,有越來越多的芯片企業(yè)將AI、5G視為基礎(chǔ)技術(shù),筑牢基礎(chǔ)技術(shù)核心能力,牢牢把握傳感器、存儲(chǔ)、SoC等核心技術(shù)能力,從競爭的邊緣地帶走向量產(chǎn)、走向成熟。

        我國人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景可期。海量數(shù)據(jù)和豐富的應(yīng)用場景,成為我國人工智能芯片產(chǎn)業(yè)重要的“助燃劑”。目前,我國人工智能在圖像識(shí)別、語音識(shí)別等算法和應(yīng)用領(lǐng)域取得階段性成果,涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新型企業(yè)。在云端訓(xùn)練和推理芯片領(lǐng)域,以百度、阿里、華為、寒武紀(jì)、比特大陸等為代表的國內(nèi)企業(yè),已陸續(xù)發(fā)布多款代表性芯片,并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。設(shè)備端推理芯片方面,新興創(chuàng)業(yè)芯片公司較為集中,未來市場將形成激烈競爭格局,產(chǎn)品性能和功耗可與海外同類產(chǎn)品相匹敵。

        5G推動(dòng)芯片“量質(zhì)同升”?;鶐酒⑸漕l收發(fā)器芯片及射頻前端芯片等集成電路芯片和元器件為5G通信提供了基礎(chǔ)性支撐。以射頻前端芯片為例,射頻前端芯片是移動(dòng)通信設(shè)備的核心器件之一。受益于5G新基建的帶動(dòng),5G通信芯片的需求大幅增加。

        ○專家觀點(diǎn)

        上海燧原科技有限公司AI處理器部門設(shè)計(jì)總監(jiān)馮闖:

        算力普惠為AI算力架構(gòu)帶來更多機(jī)會(huì)

        算力的增長、數(shù)據(jù)的積累和新算法的出現(xiàn),推動(dòng)著AI計(jì)算的進(jìn)步。首先是多精度,以滿足云端業(yè)務(wù)多種多樣的需求;其次是高算力,通過高速互聯(lián)技術(shù)提升算力規(guī)模,使客戶更早接觸到更高級(jí)別的算力。因此,AI芯片需要支持靈活編程,支持不斷發(fā)展的模型和新的算法,支持更多的融合操作,支持從標(biāo)量、向量、矩陣到張量不同顆粒度的計(jì)算。然后要兼顧高層次顆粒度操作的抽象封裝性能,以及低層次操作的靈活性。最后還要支持高并行,不僅是多核、多芯片的并行,還包括高效的數(shù)據(jù)流和計(jì)算之間的高并行。

        北京知存科技有限公司CEO王紹迪:

        “存算融合”或成AI時(shí)代芯片的未來

        存算一體就是存儲(chǔ)囂的每個(gè)單元都可以直接完成運(yùn)算,這意味著需要把算法寫到存儲(chǔ)囂里面,存儲(chǔ)器里面的存儲(chǔ)單元可以單獨(dú)完成乘法和加法的運(yùn)算。傳統(tǒng)存算一體芯片架構(gòu)的基本思想是通過在存儲(chǔ)器中內(nèi)置邏輯計(jì)算單元,從而把一些簡單但數(shù)據(jù)量又很大的邏輯計(jì)算功能放在存儲(chǔ)器中完成,以減少存儲(chǔ)器與處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸量以及傳輸距離。但隨著人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器作為人工智能中的主要技術(shù)分支得到了廣泛的應(yīng)用,各種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法層出不窮。

        賽靈思人工智能業(yè)務(wù)高級(jí)總監(jiān)姚頌:

        微架構(gòu)設(shè)計(jì)是AI芯片的關(guān)鍵

        AI芯片核心解決的不是計(jì)算問題,而是存儲(chǔ)系統(tǒng)性能不佳導(dǎo)致的數(shù)據(jù)讀取耗時(shí)問題,解決方法就是——微架構(gòu)設(shè)計(jì)。芯片設(shè)計(jì)一大特點(diǎn)是,必須走了一步才能知道下一步要解決什么問題,只能由少數(shù)幾個(gè)人串型解決問題。AI芯片行業(yè)當(dāng)前面臨的問題在于,原本想象的“顛覆式創(chuàng)新”機(jī)會(huì)可能并不存在。

        是德科技(中國)有限公司高速數(shù)字與人工智能應(yīng)用技術(shù)專家馬卓凡:

        高算力的需求對(duì)接口測試提出挑戰(zhàn)

        對(duì)于任何一款新產(chǎn)品,尤其是在高速數(shù)字設(shè)計(jì)前沿技術(shù)方面,在發(fā)貨之前,如果能夠在公司做充分而快速的測試驗(yàn)證,會(huì)避免后面產(chǎn)品改版或重新設(shè)計(jì),從而保持競爭領(lǐng)先地位。但現(xiàn)在因?yàn)楦咚贁?shù)字傳輸系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)代越來越快,前代的技術(shù)還沒有成為全球標(biāo)準(zhǔn)最終版,新一代的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)開始了。這種情況下,測試工程師就套面對(duì)信號(hào)的冗余度下降。隨著設(shè)計(jì)周期和選代周期縮短,按國際標(biāo)準(zhǔn)做一致性測試的難度又在加大。

        時(shí)擎智能科技(上海)有限公司芯片設(shè)計(jì)總監(jiān)徐鴻明:

        市場開始追求AIoT芯片算力的效率

        AIoT芯片現(xiàn)在扮演著非常重要的角色。AI時(shí)代算法層出不窮,加上5G的商用和發(fā)展,AI正與IoT加速融合。目前市場更多是追求AIoT芯片算力的效率,即性價(jià)比。另外,AIoT芯片在端側(cè)的算法上呈現(xiàn)出輕量化、小型化的趨勢,這對(duì)AIoT芯片提出了更加嚴(yán)格的要求。對(duì)AIoT芯片的算力需求更高。目前來講,百GOPS級(jí)別的處理能力基本上能夠覆蓋大部分的應(yīng)用場景,如端側(cè)的語音識(shí)別的算力需求在10G到100G的數(shù)量級(jí),而端側(cè)的圖像識(shí)別、人臉識(shí)別可能是在500G左右,端側(cè)的智能視頻在T級(jí)以上。

        紫光展銳多媒體技術(shù)專家趙磊:

        AI為影像處理注入新動(dòng)能

        人工智能已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用,為影像帶來了走向智能的發(fā)展契機(jī)。AI可以幫助我們做幾個(gè)層次的圖像工作,包括最底層的圖像處理工作、中層的圖像分析工作、高層次的圖像理解工作。當(dāng)然不同層次可能對(duì)芯片算力的要求不同。

        當(dāng)前,圖像處理已經(jīng)全面AI化了,很多算法已經(jīng)不同于傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí),我們可以調(diào)用的參數(shù)不再是幾十個(gè)或幾百個(gè),一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器的參數(shù)可能是幾百萬個(gè)或者更高量級(jí)。

        酷芯微電子有限公司芯片工程總監(jiān)周強(qiáng):

        AI SoC仍面臨帶寬、能耗問題

        AI的普及將給我們的生活帶來非常多的便利,并將為IC行業(yè)帶來很多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。AISoC目前在設(shè)計(jì)上仍面臨一些挑戰(zhàn),比如帶寬、能耗問題。對(duì)于帶寬不夠的問題,可以選擇壓縮的解決方案。而在降低功耗方面,可以做一些相移、動(dòng)態(tài)時(shí)鐘門控、把register替換成memory,另外也可以縮小芯片面積,或者從應(yīng)用層面,比如采用AVFS、AFS等處理技術(shù)。

        北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司新興應(yīng)用及科研行業(yè)發(fā)展部總經(jīng)理?xiàng)钺耍?/p>

        5G引擎驅(qū)動(dòng),第三代半導(dǎo)體大勢所趨

        5G時(shí)代芯片有以下特點(diǎn):技術(shù)新、工藝多、體積小,這些特點(diǎn)驅(qū)動(dòng)了第三代半導(dǎo)體的發(fā)展。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),硅基氯化鎵(GaN)電子功率器件到2022年的市場規(guī)模將達(dá)到4.5億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到91%。新的增長點(diǎn)來自于手機(jī)快充、無線充電為代表的消費(fèi)類電源應(yīng)用。而GaN微波射頻器件,主要體現(xiàn)在5G通信基站上的應(yīng)用,替代砷化鎵或者硅的射頻器件達(dá)不到的功能。

        中興通訊股份有限公司IC資深專家葉輝:

        從商用到普及,5G芯片還需邁過四道坎

        5G芯片在高性能、高功耗、高集成度以及超大規(guī)模方面存在不小挑戰(zhàn)。高性能意味著芯片需要高性能的DSP/CPU、高帶寬和低時(shí)延。芯片的工作頻率更高,芯片的時(shí)序收斂會(huì)越來越復(fù)雜;高功耗方面,網(wǎng)絡(luò)側(cè)一塊高功耗芯片大概要幾十瓦甚至數(shù)百瓦;高集成度方面,業(yè)務(wù)模塊交互更復(fù)雜,包括芯片的IP/IO的數(shù)量會(huì)更進(jìn)一步的增加;規(guī)模方面,現(xiàn)在芯片的尺寸,尤其是針對(duì)5G主設(shè)備的芯片尺寸非常大,接近工藝制造的極限。

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