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新兴指数型经济成长:AI加乘集成电路之新异质整合系统爆发之威力

http://www.gd.chinanews.com    2018年11月09日 17:19     来源:中新网广东

  美国国家工程学院卢超群院士

  各位嘉宾,大家早上好!

  今天早上我们已经听到了各位嘉宾非常精彩的演讲,今天我也是非常高兴来到佛山美丽的城市来参加本次峰会,佛山也是一个非常美丽的城市,它富有丰富的文化和悠久的历史,我想佛山也可以借此机会对于未来的发展尽自己的力量。今天我跟大家分享一下我们在AI发展过程当中会做出什么样的努力。

  今天我演讲的题目是“新型指数型经济成长:AI加乘集成电路新异质整合系统爆发之威力”,在这个方面的研究我们进行了60年之久,对异质整合的系统对于半导体的技术以及半导体行业发展是非常快的,而且过去几年都是呈现了非常两位数的增长,对于半导体行业的增长异质整合系统也起到非常大的推动作用。

  这里我给大家简单介绍一下异质整合系统。在本世纪非常幸运的是,我们可以见证半导体时代的到来,因为我们现在人类已经从工业革命转向科技革命的发展,对于我们整个社会和工业发展都起到非常大的作用,在20世纪中期我们已经迎接半导体时代的到来,21世纪也是非常具有颠覆性的革命,这个革命主要是由我们对于异质整合技术方面的进步所推动的在智能方面的领域的应用,已经在全球引起了一场革命。

  在今天我的报告当中也会给大家来介绍一下什么叫做异质整合,在异质整合科学技术发展过程中有哪些发展的进展,半导体、集成电路、算法、系统、软件的发展都对于异质整合技术的进步起到非常大的推动作用。

  (视频播放)

  大家可以看到Oculus是Facebook非常有名的产品,在Facebook可以利用VR或AR打游戏,芯片的形状在第一代技术当中芯片还是比较大的,但是随着开发越来越纳米级的芯片,也运用到广泛的领域当中。

  现在半导体技术正在扮演多元应用智能核心,尤其我们现在是以人类以及人工智能为中心的,当然未来十年我们认为人工智能是非常重要的趋势,但是随着半导体技术的发展,尤其是纳米级半导体技术的发展,事实上它会给人类生活当中尤其在很多应用当中会有很多新的发现领域。

  刚才也给大家介绍到具体的事例,比如说AR、VR、可穿戴设备、智能城市等等,这里展示的图表,蓝色的这条线是由人类来进行的预测,到2025年未来的半导体技术的发展,另外一条蓝线是由摩尔定律来预测的,也就是说关乎半导体的成长动能之摩尔定律是否会终结呢?相关的预测都是认为可能会止于2025年。

  现在半导体的芯片尺寸越来越小,已经发展到了纳米级别的芯片,现在我们也和美国很多高等院校和研究机构进行合作,更多地发展纳米级别芯片,比如像手机当中的芯片,芯片当中是有很多晶体管,晶体管是可以应用传播影像和图片。左边的图片,现在手机当中的晶体管的数量是非常巨大的,但是随着技术不断的发展,在芯片尺寸方面进行巨大的优化,比如说大家看我的手,就像我把一块芯片放到我手上,我们能够使芯片具有一定的穿透力,尤其是在很多传输方面,所以我们也把它称为“新一代半导体技术”。到2020年,我们开发出来这种新的技术,现在全球都在开发这种技术,也在中国进行应用,这个技术并没有任何国界的区别,也不会受于空间限制。

  对于半导体的发展来讲,尤其是芯片的技术发展也会有着巨大的推动作用,主要的推动因素就是异质整合的技术,异质整合技术实际上对于半导体3.0的发展起着巨大的推动作用。比如说建一层楼的房子,比如在一块地上我们可以建一个摩天大楼,现在我们利用这个技术在设备上建摩天大楼,里面是有很多模块,每一个模块都是互相集成的,而且都是有着不同的功能。在未来的发展,随着半导体3.0的到来,我们也进行了很多技术的创新和发展,尤其是我们和英特尔之间进行合作,我们可以对它进行堆叠,内存是非常重要的,因为我们要和互联网进行通信,在这个方面内存是发挥非常重要的作用。这里可以看到技术的发展,现在技术的理论我们已经开发出来,已经奠定了非常好的基础,我们还需要搭一个电扶梯,我们是不需要等,我们要是想去一个商场购物的话,我们不需要走动,只是上一个电扶梯就可以送达我们想去的地方,所以现在很多公司都会采用我们的技术,比如像韩国的三星、英特尔等等,这个技术也是非常具有颠覆性的。

  2016年,苹果6是采用一个芯片,是如何实现的呢?主要是采用我们异质集成的技术,随着技术的采用苹果手机变得越来越纤细,外表尺寸也是非常小。我们现在也把这个技术应用到各种手机芯片开发当中。比如说像另外一样技术,就是InFO技术,很多公司都是在开发不同的技术,就像InFO,它也是一个半导体芯片,对于我们接收的信号传到基板上,我们有不同的芯片的技术,对于科技的进步尤其是对于苹果采用了更多的技术,比如说像苹果10、苹果X等等新品的发布,在未来大规模的异质整合的技术采用会更加的普遍,苹果手机看起来是非常纤细,而且对于消费者的体验也是非常好的。

  对于我们来讲,我们是想建立一个像中国四合院一样的,四合院是一层楼或两层楼,不需要任何的扶手梯和电梯,在四合院中间有一个园林,家人可以住在不同的空间,我们对芯片的结构也进行了一定的改造,从原来的摩天大楼式的要到中国四合院一层和两层楼的架构设计,我们认为对于结构的优化可以进一步地改变产品的性能,这种理念是非常简单的,我们就是想让它变得更薄,而且让它具有电子功能,而且也能够实现更好的消费者体验。对于苹果来讲,每一个新一代手机发布都会搭载新一代的技术,对于未来异质集成的技术应用会更加有前途。

  这里给大家简单介绍一下3D硅原为基础的系统,这种技术的开发是基于半导体,不仅仅应用中国市场,而且对全球市场也是非常适用的。对于半导体技术发展的进程,我们从半导体1.0到半导体2.0到半导体3.0到半导体4.0,对于技术不断的发展,我们也是在不断地开发新的定律,摩尔定律对于我们经济的发展是具有巨大的推动作用,对于半导体4.0年代的到来,现在需要发展新的定律,需要更多的研究,现在很多世界研究人员他们更多是集中在功能上,但是对于半导体4.0的年代,我们是更想强调对于芯片比如说除了功能之外还有价值的升级,这一点我想在中国也是有一定的发展,在中国我们也有一些传统的技术,而且也有很多数据,我想对于中国来讲在这方面是有着非常好的前景。对于现在半导体4.0年代到来,我们现在已经建立一定的体系和架构,未来更多是想发展纳米级的体系,不断地来升级功能,创造更多的价值。

  现在请欣赏一段短片。

  (视频播放)

  这个已经是商业化有三年的时间了,我们可以看到很多公司在手机新品当中会有一些应用,就像我们的人类视觉系统,可以向前看,不可以向后看,对于人类的视觉只可以看到物体,但是是不可以把我们所看到的东西传递给别人,我们这个体系是有摄像头,有芯片,整个集成的系统是可以给我们提供360度来捕捉情况,比如说我北京、台湾的同事现在都可以看到我在台上的演讲,不仅可以看到我,还可以看到台下的观众,这项技术还可以运用在在线直播平台的应用上。举一个例子,这实在台北的万豪酒店,我在这个酒店里面散步,我可以把我散步的影像实时地捕捉,它不是一个视频,而是一个VR,可以测量宽度和高度。为什么这个芯片有这么强大的记忆功能?比如说对于房间的特征,正是因为我们运用了AI的技术,它就像一个GPS,我们可以开发出来智能的GPS,如果要是在你们的手机上安装了这样一个系统,我们要是想再购物的话,我们第二次来到这个购物商场,我们并不需要记住这个商场内部的商铺的名字和地点,因为手机会根据我们以前购物的记录会收集数据,给我们进行实时的导购。所以异质整合系统的应用在生活中是非常丰富的应用,在中国还有在台北的设计公司都是根据产品的需求,搭载我们的技术,开发出不同的产品应用。

  对于异质整合的系统,我们实际上也是集合了4万名非常杰出的工程师和研究人员开发出来这项技术,这是我的照片,我在全球也参加不同的研讨会、峰会,来推介我们这个异质整合的技术,通过我的演讲很多人都是可以了解现在半导体新技术的发展现状以及未来半导体发展的趋势是怎样的,我们不仅仅是处理电子行业,而且它是行行适用。像昨天我来到佛山,我也是非常喜欢佛山,佛山是一个非常大的生产基地,佛山以及在广东很多工厂、很多行业都在进行转型升级,现在佛山确实也是有这样的机会,对于我们来讲,我们就是一个异质集成的系统,它是可以集合任何技术,就像潘院士所说的,中国也开发自己的系统,佛山也是有自己的系统,这并不是非常重要的,不仅仅是软件,还有硬件,还有芯片,最为重要是如何运用它。

  今天非常有幸聆听到德国院士的演讲,现在我们已经来到工业4.0时代,我们是想追求高性能和新科技的芯片和服务器,我们是非常骄傲地来宣布我们将进一步发展发布我们的新技术、新产品,而且我们的技术和产品确实给我们的客户带来非常好的体验和功效,对于物联网、AR,它是非常需要我们开发的这种纳米级别的芯片。

  (视频播放)

  再给大家总结一下我今天演讲的关键词,就像中国20年前半导体的行业,我们需要记住这个词语,深度地图,人类文明的发展要比动物高级很多,尤其是一些哺乳动物,中国人也是以四大发明骄傲,造纸技术、印刷技术,通过造纸技术和印刷技术的发展人们知道如何来传播文明,继而有了存储技术的发展,现在已经有闪存。就像我们很多中国人也是非常有创新性的,尤其是今天的听众当中也是有很多年轻的面孔,你们也是非常具有创新的精神,所以对于你们来讲,Depth Map是非常重要的,Depth Map可以实时捕捉到3D影像,比如说像苹果有面部识别的技术,对于3D信息系统我们就是身体,因为我们是3D的,不仅仅是看到前面,我们可以看到后面,还可以看到四周,这个比现有技术更进了一步,就像我们在自然光下的摄像头,技术在不断地优化和升级,比如利用我们的技术可以看得更远、更宽、更广。

  对于这种伟大技术的进步我可以谈一天,这里只要记住Depth Map这个关键词就可以,因为它是最尖端的,而且它可以把我们的技术从AI1.0发展到AI2.0,而且成本并不是非常高昂。现在随着技术的发展,未来我们的芯片尺寸会越来越小,但是它的功能是越来越强大的,它可以处理海量的数据,未来随着技术的发展,计算机所看到的东西和我们人眼看到的东西是有所不同的,因为它捕捉的维度是非常广泛的。

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  有四只眼睛,可以捕捉所有的图片,不仅仅看到人的影像,还可以捕捉周围所有的信息,这只是刚刚开始。在这个图片上大家可以看到,现在还是处于未知的领域,是黑色和,但是如果要是运用我们的技术,很多以前看不到的,现在都是可以看到的,我们现在有四只眼睛,开发出来摄像头系统,搭载我们的芯片,可以使大家看得更广。

  (视频播放)

  这就是我们的摄像头,它是进入到手术室里面,这是东京一个顶级医院,是世界级非常著名的一个医生,现在他在治疗肝脏肿瘤,在手术的过程中他运用我们的摄像头找到手术刀的切口进行模拟,运用我们的摄像头就给肝脏描绘出一个地图,他是和我们的皮肤连接的,可以看到它有很多血管,肿瘤会和很多血管连接在一起,我们可以来帮助医生描绘出肿瘤所处在血管的位置,还有周围的情况,我们并不是在谈论一个玩具,现在我们是开发出来这样的摄像头,而且可以运用到实际的工作当中,尤其是帮助医生进行手术,首先我们可以用摄像头找到肿瘤确切位置,如果要是没有这项技术的话,按照传统的手术,它可能要把病人的肝切除三分之二左右,但是现在我们有这种精准的技术,能够帮助医生进行更加精准的治疗,在未来我想随着技术的发展,除了在医疗领域之外,还有更多的应用。

  现在在东莞我们建立了自己的基地,生产基地也在开发智能模块系统,我们现在在中国推广这项技术,我们现在开发了30个组件,也是希望可以降低我们的成本。这些模块尺寸非常小,它可以运用到家电当中,比如像空调、冰箱,所以对于我们中国的制造业来讲,尤其我们现在在大力推动人工智能和智能生产,所以尤其在生产组合方面,这种技术也是可以大规模地普及。

  总结。未来人工智能加乘集成电路的新异质整合系统将呈现爆发的增长,我们已经给大家解释了异质整合系统,也就是集成电路和芯片,现在我们已经是迎来人工智能和物联网,我们也希望对技术发展发挥我们的作用,首先就是我们自然人类的智能,今天早上潘院士也谈到了一些应用,它是给我们提供很多帮手,帮助我们进行无人驾驶,两年之后大家如果进到一辆无人驾驶的车当中,我们会可能戴一个什么样的设备,然后进行数据的传输。第二方面,谈到了很多,那就是人工智能。第三个是细胞智能,现在在美国很多消费者的杂志不是报纸,就像一个药片一样,大家可以吃药,我们是可以生产细胞,里面是含有一些DNA或益生菌或其它的生物,通过我们的半导体技术,通过我们的集成芯片是可以做到的,可以像吃药一样吃进芯片,它可以对于人类自身的基因改造也是非常有好处的,其实人的基因和猪的基因只有1%的差距,所以人经常说你就像猪一样笨,非常有意思的是,这个药片就像一个人造细胞一样,它可以进入到胃当中,可以起到什么样的作用呢?就像胃出血的话,从基本来讲,比如说我们知道什么时候出血,在哪里出血,它可以和猪内部的细胞进行沟通,它可以通过数据实时地给我们传播回来,比如说什么时候开始胃出血,在哪里出血,这些信息都可以实时传播回来,这也是由于半导体技术的发展,可以看到比如说肠道细菌它们之间是如何进行沟通。我今天也没有时间来进一步讲对于技术在人工智能的应用,比如说在延长人类寿命的应用。

  我是一个教授,回到我们的公式,在以前我们是有同质整合的系统,但是现在我们已经开发出来异质整合系统,这种异质整合系统的开发它是我们的技术演进,而且技术应用也是非常简单的。今天我给大家带来一个新的公式,因为在座有很多来自于学术界的专家学者,在未来新的应用它是涉及到几个关键要素,涉及到HIC,还涉及到人工智能,还涉及到物联网,尤其涉及到5G的到来,为什么现在说佛山是非常重要的,因为现在在佛山对于人工智能的发展还是比较成熟的,比如像家具的设计也是运用到我们的技术。除此之外,还有C&C,就是内容和云,就像我们的摄像头,它可以看到人,比如说我们想具体看一下,不仅仅是看到人,我是一个皮肤科医生,我还想看到你手上有几颗痣,医生可以看到你的痣是否还在长,变得是否更大了,我可以通过一个另外一个维度进行痣的测量,这个痣是不是能够演化转变成肿瘤,中医经常都在说望闻问切,我们是观察起色,进行预防诊断,很厉害的中医看人就知道他今天睡醒没有,昨天晚上有没有喝酒,起色好不好,是肝脏出问题,还是什么。所以今天我给大家分享的就是Gompertz,一个数学家,尤其是在我们的经济方面的应用,1825年他发明出来一个公式,对我们经济的增长具有一定的爆发性,它可以对于爆发性的增长进行一定的预测,如果我们要是运用Gompertz这个公式对于我们未来晶体管数量进行进一步的预测,那么在未来晶体管的数量会大量的减少,而且它的尺寸也是大量缩小,我们可以把它缩小到纳米级别的晶体管,大家想一想,这个是不是非常令人振奋呢。在很多方面我们都已经给大家展示到,比如说在手机、笔记本方面晶体管的应用。

  在未来,尤其是随着科技的发展,在中国我们也有很多人在投资半导体的技术,我想我们可以把AI与半导体进行整合,这个对于我们未来的发展是有非常大的帮助,不仅仅可以凭借一人之力,我们可以进行更多的合作。

  在这个图表当中可以看到棕色这一块,是根据摩尔定律,未来对于集成电路的发展,现在已经经历了1.0的阶段,现在到了集成电路、软件、芯片的集成,现在就是所谓的2.0的3.0的阶段,到2020年我们将会开发4.0,也就是半导体技术4.0,运用我们异质整合的系统。对于我们这个产业的规模是非常巨大的,可以高达4万亿,在这个我们可以进行更多的探索,市场的蛋糕还是非常大的,其实AI和半导体可以是产生一些合力,人工智能可以助力半导体的发展,反过来半导体也可以助力AI的发展。

  昨天我也去参观了叶问纪念馆,佛山也是一个英雄的故乡,佛山也是具有聪明智慧,享有高科技的技术,我们可以借助异质整合系统,时不我待,我们可以进行进一步的合作,在座的各位你们今天借助我的报告来了解到,如果我们要是把AI和集成电路的异质整合系统进行进一步的整合,我们可以爆发巨大的威力。

  谢谢!



[编辑:黄强]

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