邓中翰：后摩尔定律时代的创新之路 智能摩尔是未来

“第二十届高交会-中国高新技术论坛”于2018年11月14日-16日在深圳举行，本次论坛的主题为“坚持新发展理念、推动高质量发展”，中国工程院院士、“星光中国芯工程”总指挥邓中翰出席“科技引领美好生活”主题论坛并演讲。

邓中翰指出，当前物理层面和信号层面都受到物理规律的制约，摩尔定律正在走向极限和尽头，后摩尔定律时代的创新之路该怎么走？

“信息层面的技术创新还没有达到极限，”邓中翰认为，下一次信息革命的关键是如何进一步借鉴人脑的智慧机制，研究新型人工智能计算算法，未来走向智能摩尔，通过多核异构的智能处理器实现多模式的智能算法。

以下为演讲实录：

邓中翰：非常高兴今天来参加高交会的有关芯片的论坛，刚刚听了很多位专家就生命科学以及健康做了很好很精彩的一些报告，特别是谈到了我们的生命基础是来自于算法，一种基于DNA，基于分子结构以及基因慢慢形成的对于生命健康的一系列过程。

今天非常感谢倪院士让我调一下时间，我在这里给大家讲一下我们在今天的IT的世界里面，我们在芯片的层面上如何通过晶体管，如何通过0和1的数字表达，通过算法形成这样的过程，从而能够给我们的社会带来信息化时代的一些话题。我今天作的报告题目是“多核异构AI处理器与智能摩尔之路”。

我先分四个方面：

第一，简单介绍一下IC产业发展的概况与预期。

第二，人工智能带动芯片发展。

第三，AI芯片的智能摩尔之路。

第四，星光中国芯工程的研发进展。

全球半导体现在的状况：根据世界半导体贸易统计组织的数据调查，全球半导体行业规模从1994年突破1000亿美元以来，经过20多年的发展，2010年接近三千亿美元，2017年又突破了4千亿美元的大关，所以我们看到全球半导体行业是一个巨大的产业规模。

2017年以来全球半导体产业大幅跳跃增长，一方面是存储器需求旺盛，产品价格大幅上涨，另一方面我们看到一系列新的技术普及，包括物联网在汽车电子、AI等信市场新应用的拉动下，需求非常旺盛，未来几年随着智能汽车、VR、AR、物联网等领域的发展，半导体的新应用势头保持了高增长，权威的机构预计，2018年全球半导体的产值增长在8%左右，预计2018年将会达到4500亿。

2019年和往后我们也基本上以这样的增长速度来看，有可能到2020年我们的规模可以达到5千亿美元，从94年以来半导体的产值翻了五倍，可见它对我们的商业、贸易的重要性，同时也证明了它的广泛应用和普及对我们各方面的信息化世界的贡献。

2017年的世界集成半导体市场由什么组成？83.3%是由集成电路，比较大规模的数字和模拟的集成电路组成，还有3%的传感器和5.3%的分立器件和8.4%的光电子。微处理器占了15.5%，逻辑电路占24.8%，存储器电路占了30.1%，模拟电路占了13%的市场。传感器包括手上的手机的相机以及指纹等等称之为传感器达到125亿美元，同比增长15.9%。

谈到世界的市场行情给大家有一个概念以后，我想我们再谈一下中国集成电路行业的销售额。大家可能也听说过，中国集成电路行业是单一进口，超过石油、天然气、铁矿石，我们在2017年中国进口的集成电路达到3770亿块，同比增长10%，而进口额有的说法达到2700亿美元，最近大家也知道中美关于贸易的问题，对于中国来说2700亿是一个巨大，我们跟美国总共是5千多亿美元的贸易，我们在报告中看到，中国在大量的进口不是直接从美国进口，这样的数字计算本身就扭曲现在关于中美之间贸易赤字的问题，因为我们很多的芯片包括从香港、新加坡其他的国家分装测试以后运进来，源头的产品仍然还是美国对中国的产业出口，这样的贸易利差的计算也值得我们关注。

我们看到的是2018年预计行业的销售额将会达到6489亿人民币，由于中国的信息电子产业快速发展，所以我们在芯片的集成电路应用和需求方面是非常旺盛的，全世界最大的市场。

我就给大家简单介绍一下通过人工智能来推动我们在各种信息化，包括健康、生命，很多研究、医疗、医学方面的应用。在很多算法、人工智能的这一系列计算很多必须依赖于芯片技术的发展，所以有必要在这里接着前面关于生命大健康的报告谈谈人工智能带动芯片的发展。

长期以来我们国家的集成电路产业一直受到西方在先进的制造装备、材料和工艺引进等方面的种种限制，高端芯片主要依赖进口，经过一些事件的警示，以确保芯片安全已经成为国内的共识，中国工程院特别是倪光南院士多年来一直在推动自主可控国家信息安全等相关，围绕着芯片事业和集成电路事业的宝贵建议都得到了国家，特别是中央最高领导人的高度认可，我们在推动这方面已经形成了全国的共识。

人工智能作为技术，被视为新一轮产业革命的推动力，芯片则是人工智能产品的关键部件，迈向高质量的发展，中国制造必须加大力度攻关，用创新推动品质革命。正如前面一个报告里面报告人谈到，中国具有丰富的应用场景，也有发展人工智能所需的海量数据优势，听到关于健康方面很多数据如何从底层来进一步探索生命的奥秘，乃至健康和医疗的方法，我觉得这方面我们有巨大的数据优势，我国人工智能实现弯道超车具有重要的历史机遇期，我们必须努力打破缺芯瓶颈，为人工智能发展保驾护航。

10月31日习近平总书记在中共中央政治局第九次集体学习会议上指出，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题，要深刻认识加快发展新一代人工智能的重大意义，加强领导，做好规划，明确任务，夯实基础，促进共同经济社会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展。国务院相关的部委推出我国新三代人工智能发展的一系列目标和计划，力争在2020年我们达到世界的先进水平，2025年取得重大突破，部分技术和应用，特别是大数据的优势达到世界领先水平。2030年人工智能的理论、技术与应用总体达到世界领先水平。

中国工程院也于2017年初提出AI2.0人工智能发展的总体趋势从云端的智能逐渐从边缘计算走向前端的智能，从智能感知走向智能的认知，监督学习走向自我学习，弱人工智能走向强人工智能。人工智能产业中有四个环节，包括算法、细分应用、芯片、数据。技术发展的数据也是以深度学习的技术作为主流，数据流的方向存在CNN和RNN，数据的位宽有32恩、16、8、4、2、1，现在的发展阶段它的一些趋势是，基于规则驱动的传统智能技术同时并存，小数据的场景，传统人工智能算法的效果是非常好的，有的时候既是采用深度的学习的算法，某些模块还是使用传统的法效率也很高，神经形态的人工智能芯片还处在探索期。

下面我想讲一下智能摩尔定律，人工智能芯片面临的难点和挑战是哪些？如何兼顾大数据应用场景及小数据应用场景，如何以单芯片兼顾抽象逻辑思维模式与具像思维模式，如何同时处理规则驱动的传统智能算法以及数据驱动的深度学习算法，如何节省软件开发时间，如何在后摩尔定律时代提高性能。

刚刚讲到基因测序已经超过摩尔定律，摩尔定律正在走向极限和尽头，CPU散热已经是很大的问题，时钟频率早早趋于上线。后摩尔定律的创新之路怎么走，虽然物理层面和信号层面都受到物理规律的制约，比如说量子隧道效应等等对0和1信号的确保程度，但是在信息层面的技术创新还没有达到极限，下一次信息革命的关键应该是如何进一步借鉴人脑的智慧机制，研究新型人工智能计算算法，进一步在摩尔定律走向劲头，物理层面上和信号层面上要走向信息层面上进一步演进。这样的三维坐标显示今天我们继续沿着摩尔定律走向more moore，未来我们要走向智能摩尔，就是通过多核异构的智能处理器实现多模式的智能算法。

谈一下我们中星微电子集团从99年从工信部直接投资，在国家的支持下，这些年在多媒体芯片等方面做出的一些努力，取得的一些成绩。最近几年又在芯光智能一号和二号芯片上取得很大的进展，最近也是在深圳获得2018年全球电子成就最佳处理器的产品奖，我们所推动的方向就是沿着多核异构的处理器，应用这样的多核异构的处理器可以在很多的未来人工智能的应用方面取得很好的计算效果，我们展望未来，我们会持续地开展在人工智能处理器方面的研究，特别是在后摩尔时代走出一条行之有效的自主创新道路，沿着智能摩尔定律，就是走多核异构的道路取得更新的能耗。