1.國家超算互聯網正式上線,有助于緩解算力供需矛盾
2.工信部:大力發展基于大模型的智能裝備、軟件等智能產品
3.大尺寸化加速!首片國產8英寸藍寶石襯底GaN HEMTs晶圓發布
4.全球首款!清華團隊芯片領域獲重要突破發布AI光芯片“太極”
5.法雷奧上海嘉定基地開工,從事激光雷達、域控制器等研發生產
6.唯捷創芯牽頭,《車用芯片技術 射頻前端芯片技術要求及試驗方法》標準立項
1.國家超算互聯網正式上線,有助于緩解算力供需矛盾
集微網消息,4月11日,國家超算互聯網正式上線,將有助于緩解目前算力供需矛盾,加快形成新質生產力,為數字中國建設、數字經濟發展等提供堅實支撐。
近年來,我國算力設施建設已取得顯著成績,但面對人工智能等技術的快速發展,全社會對算力提出更高要求,算力中心亟需突破現有單體運營模式。為破解上述難題,2023年4月國家超算互聯網正式啟動建設。
目前已有超過200家應用、數據、模型等服務商入駐國家超算互聯網,并提供超過3200款商品。這些商品覆蓋科學計算、工業仿真、AI模型訓練等前沿數字化創新領域,可滿足全社會對先進計算服務的需求。
據介紹,國家超算互聯網聯合體成員已達128家,涉及國家超算、區域算力中心、超算研制機構、算力運營、網絡運營、應用軟件、技術服務等算力各領域。
2.工信部:大力發展基于大模型的智能裝備、軟件等智能產品
集微消息,4月11日,工業和信息化部黨組書記、部長金壯龍主持召開人工智能賦能新型工業化企業座談會暨第八次制造業企業座談會。金壯龍在會上表示,要大力發展基于大模型的智能裝備、軟件等智能產品。
會上,來自人工智能技術供給側、智能化轉型需求側的11家企業負責人交流發言,介紹了底層核心技術研發、工業應用場景開拓、產業生態構建等方面的創新實踐,并提出針對性意見建議。另有14家企業作書面交流。
金壯龍指出,要落實全國新型工業化推進大會部署,以人工智能和制造業深度融合為主線,以智能制造為主攻方向,以場景應用為牽引,夯實人工智能賦能底座,推動制造業全流程智能化,加快重點行業智能升級,大力發展基于大模型的智能裝備、軟件等智能產品,加強人才、標準、檢測能力、開源機制等支撐體系建設,推動人工智能全方位、深層次賦能新型工業化,加快形成新質生產力。要充分發揮我國完備產業體系和新型信息基礎設施優勢,堅定信心,從供給側、需求側、基礎側協同發力,加快培育面向工業領域的大模型,凝練和開放工業應用場景,深化工業數據開發利用,提升算力供給能力,著力營造良好環境,積極探索人工智能和工業融合發展新路徑,形成雙向賦能的發展格局。
3.大尺寸化加速!首片國產8英寸藍寶石襯底GaN HEMTs晶圓發布
集微網報道 氮化鎵晶圓的大尺寸化進程再次加速。在近日召開的2024九峰山論壇暨中國國際化合物半導體產業博覽會上,西安電子科技大學聯合廣東致能科技展示了全球首片8英寸藍寶石基氮化鎵高電子遷移率晶體管(GaN HEMTs)晶圓器件。此前,德州儀器的一位高管也表示,該公司正在將其多個晶圓廠的 6 英寸氮化鎵轉向 8 英寸晶圓生產。從6英寸晶圓轉向8英寸生產的芯片數量將大幅提升,是半導體器件發展的必由之路。隨著氮化鎵市場的逐步擴大,晶圓的大尺寸化正在加速。
良率超過95%
近日,2024九峰山論壇召開。據行家說三代半公眾號報道,西安電子科技大學郝躍院士、張進成教授課題組李祥東團隊與廣東致能科技聯合攻關,首次展示了全球首片8英寸藍寶石基GaN HEMTs晶圓。李祥東教授在會上介紹,通過調控外延工藝,其氮化鎵外延片不均勻性控制在4%以內,所制備的HEMTs器件的cp測試良率超過95%,擊穿電壓突破2000V。
據了解,目前200V以下以及650V左右的氮化鎵功率HEMT已在8英寸晶圓線上實現了量產,然而在8英寸線上實現2000V級別的氮化鎵器件的展示尚屬首次。8英寸晶圓將是氮化鎵成為主流電力電子器件的必由之路。一方面,采用藍寶石襯底可以大幅提升氮化鎵耐壓,藍寶石襯底技術路線近年來已被廣泛認為是實現1200-3300V GaN HEMTs的首選方案。
另一方面,由于轉向8英寸晶圓,每片GaN HEMTs晶圓的芯片數將比6英寸晶圓多近2倍,氮化鎵器件成本與6英寸方案相比也將大幅下降。隨著8英寸藍寶石襯底制備工藝的日趨成熟和大批量出貨,單片價格將快速下跌。屆時,疊加超薄緩沖層和簡單場板設計等優勢,藍寶石基GaN HEMTs晶圓成本有望進一步降低,并將對現有硅基MOSFET、IGBT以及碳化硅 MOSFET產生沖擊。
藍寶石氮化鎵晶圓是一種先進的半導體材料,它結合了氮化鎵的優異電子特性和藍寶石襯底的高熱導性。這種材料在高頻、高功率和高溫度應用中表現出色,尤其是在光電子和功率電子領域。今年1月,致能科技還與郝躍院士、張進成教授團隊等合作攻關,通過采用致能科技的薄緩沖層AlGaN/GaN外延片,成功在6英寸藍寶石襯底上實現了1700V GaN HEMTs器件。
2027年達到6.178億美元
近年來,隨著低碳綠色需求的增長,氮化鎵器件的應用范圍也在不斷增加。消費領域一直是 OEM 采用氮化鎵的主要推動力,由于電子設備對更快、更便宜和更環保的供電的需求,快速充電一直是氮化鎵器件的主要應用。但氮化鎵技術日趨成熟,該材料開始滲透到工業、汽車、數據中心等應用中。Yole Intelligence預測,氮化鎵器件在汽車和出行行業的市場將從 2021年的530萬美元增長到2027年的3.089億美元,復合年增長率高達97%。電信/數據通信將以69%的年增長率增長,到2027年達到6.178億美元。
在汽車電動化與智能化趨勢下,汽車搭載的電子電力系統越來越多。氮化鎵已率先在車載激光雷達產品中落地應用,優越的開關性能使得氮化鎵十分適用于車載激光雷達。2023年,英諾賽科低壓車規級氮化鎵產品已在頭部車企的車載激光雷達中得到量產應用。在新能源汽車領域,氮化鎵器件在中低端汽車市場發展空間較大,目前主要占據400V以下應用。同時,GaN器件也在往高壓應用上推進研發。據悉,博世正在開發一種用于汽車的1200V氮化鎵技術。
對于數據中心而言,隨著AI大模型熱潮的不斷發展,數據中心計算需求不斷增加,對高效、可靠且節能的硬件組件的需求也日益迫切。氮化鎵由于其優越的電學性質,將在數據中心中發揮更加重要的作用。氮化鎵能夠提高電力轉換效率,降低能源浪費,這將有助于支持AI系統更高效地運行,特別是在需要大量計算資源的場景下。同時,氮化鎵的可靠性也可能為AI系統提供更穩定的運行環境,減少因硬件故障導致的系統中斷。
Yole Intelligence預測,到 2027 年,功率氮化鎵器件市場的價值將達到20億美元,而2021年為1.26 億美元。Yole Intelligence預計,復合年增長率預計將達到 59%。隨著氮化鎵滲透到汽車和電信/數據通信等應用領域,除了獨特的合作伙伴關系之外,還出現了許多并購、大量投資。
中國發揮關鍵推動
中國將是推進氮化鎵應用發展的主要市場之一。中國持續推進數字化與綠色低碳戰略,目前已經成為全球新能源汽車領域最大的創新應用的市場;預計到2025年,5G通信基站所需氮化鎵射頻器件的國產化率將達到80%;第三代半導體功率器件將在高速列車、新能源汽車、工業電機、智能電網等領域規模應用。
與此同時,我國的氮化鎵產業也在快速發展。除上述科技成果外,今年初北京大學團隊研發了增強型p型柵氮化鎵(GaN)晶體管,并首次在高達4500V工作電壓下實現低動態電阻工作能力。中國科學院微電子所在氮化鎵器件可靠性及熱管理研究方面取得重要進展,高頻高壓中心劉新宇研究員團隊在氮化鎵電子器件可靠性及熱管理方面取得突破,六項研究成果入選第14屆氮化物半導體國際會議ICNS-14(The 14th International Conference on Nitride Semiconductors)。
產業方面,晶湛半導體氮化鎵外延片生產擴建項目于1月份竣工,項目預計年產6英寸氮化鎵外延片12萬片,8英寸氮化鎵外延片12萬片;中瓷電子子公司博威第三代半導體功率器件產業化項目已建成并投入使用,項目主要產品為氮化鎵通信基站射頻芯片與器件等產品,產能規劃為600萬只/年。此外,英諾賽科計劃赴港上市的消息也引來業界極大的關注。據悉,英諾賽科計劃募資3億美元,以擴大氮化鎵芯片產能。
4.全球首款!清華團隊芯片領域獲重要突破發布AI光芯片“太極”
隨著各類大模型和深度神經網絡涌現,如何制造出滿足人工智能發展、兼具大算力和高能效的下一代AI芯片,已成為國際前沿熱點。
清華大學電子工程系方璐副教授課題組、自動化系戴瓊海院士課題組,摒棄傳統電子深度計算范式,另辟蹊徑首創分布式廣度智能光計算架構,研制全球首款大規模干涉衍射異構集成芯片——太極(Taichi),實現160 TOPS/W的通用智能計算。該研究成果于北京時間4月12日凌晨以《大規模光芯片“太極”賦能160 TOPS/W通用人工智能》為題
發表在最新一期的《科學》(Science)上。
方璐、戴瓊海為論文的通訊作者,電子工程系博士生徐智昊、博士后周天貺(清華大學水木學者)為論文第一作者。
“掙脫”算力瓶頸的中國光計算睿智嘗試
作為人工智能的三駕馬車之一,算力是訓練AI模型、推理任務的關鍵。倘若把大模型當作是做一道精致的菜肴,算力就好比一套稱手的烹飪工具。
世人皆知巧婦難為無米之炊,但再好的廚子,沒有一口好鍋、一把好刀,面對鮮美的食材也只能望而興嘆。
光計算,顧名思義是將計算載體從電變為光,利用光在芯片中的傳播進行計算,以其超高的并行度和速度,被認為是未來顛覆性計算架構的最有力競爭方案之一。
光芯片具備高速高并行計算優勢,被寄予希望用來支撐大模型等先進人工智能應用。
智能光計算作為新興計算模態,在后摩爾時代展現出有望超越硅基電子計算的潛力。然而其計算任務局限于簡單的字符分類、基本的圖像處理等。其痛點是光的計算優勢被困在了不適合的電架構中,計算規模受限,無法支撐亟需高算力與高能效的復雜大模型智能計算。
行勝于言,直面科研領域痛點問題,幫助光計算“掙脫”算力瓶頸,另辟蹊徑,“從0到1”重新設計適合光計算的新架構,是這個清華團隊邁出的關鍵一步。
光電智能技術交叉創新團隊部分成員合影(左三為戴瓊海院士、右二為方璐副教授)
從“無極”而至“太極”的雙向奔赴
從構思到實驗,開辟新賽道、做第一個吃螃蟹的人往往都伴隨著巨大的困難與壓力。
每一個研究成果的背后,都凝縮了團隊每一位成員的心血,是歷經無數失敗與徹夜難眠后,結出的那顆最耀眼的結晶。但方璐卻將這次科研歷程比擬為一場浪漫的“雙向奔赴”:從算法架構上自頂向下探索,在硬件芯片設計上自底向上推演。
相異于電子神經網絡依賴網絡深度以實現復雜的計算與功能,“太極”光芯片架構源自光計算獨特的‘全連接’與‘高并行’屬性,化深度計算為分布式廣度計算,為實現規模易擴展、計算高并行、系統強魯棒的通用智能光計算探索了新路徑。
據論文第一作者、電子系博士生徐智昊介紹,在“太極”架構中,自頂向下的編碼拆分-解碼重構機制,將復雜智能任務化繁為簡,拆分為多通道高并行的子任務,構建的分布式‘大感受野’淺層光網絡對子任務分而治之,突破物理模擬器件多層深度級聯的固有計算誤差。
化“深”為“廣”:分布式廣度光計算架構
團隊以周易典籍‘易有太極,是生兩儀’為啟發,建立干涉-衍射聯合傳播模型,融合衍射光計算大規模并行優勢與干涉光計算靈活重構特性,將衍射編解碼與干涉特征計算進行部分/整體重構復用,以時序復用突破通量瓶頸,自底向上支撐分布式廣度光計算架構,為片上大規模通用智能光計算探索了新路徑。
通俗來講,干涉-衍射的組合方式仿佛就是在拼樂高玩具。樂高積木可以通過一個模塊凹槽與另一個模塊凸起的契合來完成兩個組件的拼接。在科研團隊眼中,一旦把干涉、衍射變成基礎模塊,進行重構復用,可以憑借豐富的想象力搭建出變化無窮的造型。
兩儀一元:干涉-衍射融合計算芯片
據論文報道:“太極”光芯片具備879 T MACS/mm2的面積效率與160 TOPS/W的能量效率,首次賦能光計算實現自然場景千類對象識別、跨模態內容生成等人工智能復雜任務。
“太極”光芯片有望為大模型訓練推理、通用人工智能、自主智能無人系統提供算力支撐。
復雜智能任務實驗結果展示
方璐表示,“之所以將光芯片命名為‘太極’,也是希望可以在如今大模型通用人工智能蓬勃發展的時代,以光子之道,為高性能計算探索新靈感、新架構、新路徑?!?/p>
學科交叉融合,探索無限可能
“太極”光芯片的誕生是多學科交叉碰撞、探索無限的過程。
從一個初步設想到打破常規思維、確立科研思路,從理論計算到架構創新,再到模擬試驗、現場實測......每一個重大突破性研究,都涉及不同學科高度交叉融合,催生出“0到1”的成果。
北京信息科學與技術國家研究中心的光電智能技術交叉創新團隊由來自電子系、自動化系、集成電路學院、軟件學院的領域學者和專門研究人員組成。
在這里,“理學思維融合工科實踐,交叉領域踐行原始創新”的理念一以貫之,團隊始終致力于為中國成為世界科學中心和創新高地貢獻出清華力量。
和團隊的對話中,“初心”和“堅持”兩個詞語,被多人反復提及。恰如團隊成員所言,“科學研究是一個厚積薄發的過程,不是一蹴而就的,就像在黑暗中來回摸索,可能會經歷反復失敗,但一定要堅持自己的初心?!?/p>
一次次“推翻重來”“背水一戰”的底氣背后,是什么支撐著團隊的堅持求索?
答案是:良好的學術環境和有組織科研的全方位保障。
2021年4月19日,習近平總書記在清華大學考察時強調,重大原始創新成果往往萌發于深厚的基礎研究,產生于學科交叉領域,大學在這兩方面具有天然優勢。要保持對基礎研究的持續投入,鼓勵自由探索,敢于質疑現有理論,勇于開拓新的方向。
“當時,我有幸參與向總書記匯報團隊的科研進展,在現場聆聽總書記的囑托?!比赀^去,方璐和許多清華人一樣,是親歷者、踐行者,更是答卷人。
方璐認為,這次突破性科研成果的成功取得,是清華大學深入推進有組織科研的一次生動實踐。
該課題受到科技部2030“新一代人工智能”重大項目、國家自然科學基金委杰青項目、基礎科學中心項目,清華大學-之江實驗室聯合研究中心支持。
在合作者中,有來自各個學科、不同背景的成員。他們集思廣益,多學科、多角度地探索更多解決途徑。
跨界交叉、深度融合,創新的火花在學科碰撞中不斷迸發,為科研團隊厚植基礎、勇攀高峰提供了新動能。
5.法雷奧上海嘉定基地開工,從事激光雷達、域控制器等研發生產
集微網消息,4月10日,法雷奧集團的“舒適及駕駛輔助系統生產研發基地”正式開工建設。實現了24個小時內數證齊發,跑完了過去1個月未必跑得完的流程。該項目成為今年嘉定首個拿地即開工項目。
據悉,該項目占地約45畝,建筑面積約3萬平方米,主要從事自動駕駛攝像頭、激光雷達、域控制器、芯片綁定等項目的研發與生產。