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中国“芯”助跑人工智能

2019年09月19日 09:07来源:未知手机版

弗兰卡水槽,广州暴雨全城被淹,卢丽安

原标题:中国“芯”助跑人工智能

白冰和团队设计制作的硅光AI芯片。

白冰正在超净实验室操作半自动芯片测试平台。

从三国的“木牛流马”到现代的自动驾驶,让“物”具有一部分人的智能,是人类一直以来的梦想。

近年来,中国在人工智能各个领域全面发力。以机器人为例,《2019年中国机器人产业发展报告》显示,今年我国机器人市场规模预计达到86.8亿美元,2014-2019年的平均增长率达到20.9%。

人工智能发展离不开计算能力的飞跃,芯片就是计算机的大脑。如今,国内多个团队正在突破各种不同形式的芯片,在人工智能的比拼中差异化生存。

2008年,白冰来到北京理工大学就读光电子专业。

那时,距离围棋“人机大战”还有很多年,自动驾驶汽车未在亦庄路测,人工智能尚在萌芽中。

本科后两年,白冰交换到澳大利亚国立大学物理光学专业,并在澳大利亚读完硕士。2014年,25岁的白冰结束4年留学生涯,回国攻读博士。“我那时候经常去听各种学术会议,结识了各种志同道合的朋友,也认识整个芯片行业上下游的各种企业。”

2017年,白冰开始创业,组建了全球第二个光子人工智能芯片研究团队。他们制作的光子芯片——硅光AI芯片,有望摆脱对国外高制程光刻机的依赖,成为我国在芯片领域换道超车的核心技术。

有了更多更强更好用的芯片,人工智能产业得以蓬勃发展,《2019-2020中国人工智能计算力发展评估报告》提到,围绕京津冀、长三角、大湾区三大经济圈形成的人工智能三大产业集群已初具雏形。

“光子芯片”——让光提供运算能力

我们的世界充满着光。

用光做传输信号,让光转换为能量,大家都能理解,但说到让光提供运算能力,不少人都是一头雾水。

光子芯片,就能向光“要来”运算能力,是白冰和团队致力研发的领域。

目前,业界使用的芯片一般为电子芯片(半导体芯片),即超大规模集成电路,一块芯片上有几百万的晶体管。而光子芯片上有无数个光学开关器,利用不同波长、相位和强度的光线组合进行信息处理。

“对于光来说,传输就是计算。比如光通过一个透镜发生折射,你通过透镜看到另一端的物体变形了。图像经过转化传到你的眼睛的过程中,透镜使得图像发生了变化,这就是一个计算的过程。”白冰说。

白冰和初创团队多有光通信背景,对于使用光进行计算的想法,白冰觉得很自然,“技术已经到了这个程度”。这也是他们团队的优势,因为很多现成的光学元件可以直接拿来用。

光子芯片如何与人工智能搭上边?白冰解释,如果一个芯片跑得非常快、非常省电,一定是芯片的物理结构与软件高度匹配,才能实现高效率。现在的人脸识别、自动驾驶、安防监控、AI金融、AI医疗等功能,都依赖人工智能算法,一款能跟算法匹配的芯片,就是人工智能芯片。

实现人工智能需要大量线性运算,而光子芯片天生适合线性计算——算法高度匹配,计算速度比普通电子芯片高。“光学计算芯片在实验室一直存在,但长期没有比较好的应用场景,无法落地应用,人工智能的发展使得光子芯片有了用武之地。”白冰说。

2017年中,白冰和团队想法成熟,开始着手画图和设计。

“设计用了几个月,2018年初做出了芯片。”白冰说,芯片的设计、加工、封装、测试全部在国内完成,最初花费近百万元,他自掏腰包。

他们制作的硅光AI芯片采用国内130nm微电子工艺,工艺制程容忍度很高,摆脱了对于国外高制程光刻机的依赖,国内很多厂商都能做。“光子芯片可以说是我国在芯片领域换道超车的核心技术。”

虽然无需最新工艺,光子芯片的性能毫不逊色。

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