從2015年到2016年，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)總數(shù)從736家一下猛增到1362家。2017年，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)總數(shù)達(dá)1380家，在全球中占有的比率為14.5%。而眾所周知的是，芯片設(shè)計(jì)行業(yè)本身有個(gè)最大的特點(diǎn)，就是知識(shí)和智力密集型行業(yè)。1380家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)中，年收入超過(guò)1億美元的企業(yè)只占2%到3%間，年收入在1億元人民幣以上的企業(yè)才近200家。換言之，后面將有相當(dāng)多的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)會(huì)被市場(chǎng)淘汰出局，或者被其他企業(yè)并購(gòu)。實(shí)際上，在某些業(yè)者們看來(lái)，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)總數(shù)已經(jīng)夠多了。

2017年，中國(guó)從國(guó)外進(jìn)口芯片總額2601億美元，再創(chuàng)有史以來(lái)的新高，進(jìn)出口逆差1932.6億美元。其中，處理器和存儲(chǔ)器在中國(guó)芯片進(jìn)口總額中占比最大，尤其存儲(chǔ)器占比高至33%。同樣在2017年，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)銷(xiāo)售總額2073億元人民幣，全球芯片設(shè)計(jì)行業(yè)銷(xiāo)售總值是4000億美元，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)值在全球中占比僅7.61%。在更早的2011年，中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)產(chǎn)值在全球中占比3%。

存儲(chǔ)器，主要包括DRAM內(nèi)存、NAND閃存、NOR閃存。目前，國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)尚難以研發(fā)并制造出與國(guó)際一流水平相媲美的標(biāo)準(zhǔn)型存儲(chǔ)器，主要可研發(fā)和生產(chǎn)利基型存儲(chǔ)器。好消息是，從長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫、福建晉華三大存儲(chǔ)芯片研發(fā)和制造基地各自的進(jìn)展來(lái)看，未來(lái)中國(guó)存儲(chǔ)芯片的自給率會(huì)不斷提高，中國(guó)存儲(chǔ)器廠商有機(jī)會(huì)在全球市場(chǎng)中成長(zhǎng)為重要的參與者。

數(shù)字電路方面，在通用處理器芯片行業(yè)，中國(guó)企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了世界主流玩家的行列中，特別是在5G技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用上，中國(guó)企業(yè)已經(jīng)處在世界第一梯隊(duì)。比如，華為旗下的海思半導(dǎo)體。而在自主架構(gòu)方面，中國(guó)企業(yè)的產(chǎn)出依然是空白。這里需要特別指出的是，雖然龍芯等國(guó)內(nèi)少數(shù)廠商涉足到了自主架構(gòu)的研發(fā)，但龍芯在現(xiàn)階段的重點(diǎn)方向在中國(guó)軍工，而并沒(méi)有進(jìn)入到消費(fèi)市場(chǎng)。

模擬電路方面，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)芯片廠商的營(yíng)收規(guī)模普遍偏小，與國(guó)際上一流大廠比較的話，有著非常大的差距。中國(guó)模擬電路的自給率不僅較低、產(chǎn)品線的豐富度也較低。不過(guò)，據(jù)業(yè)者分析，全球模擬集成電路廠商主要是以IDM形式存在，而中國(guó)模擬電路設(shè)計(jì)企業(yè)卻以Fabless為主；模擬電路產(chǎn)業(yè)更多地依靠企業(yè)自身在技術(shù)和工藝上的積累，該行業(yè)的技術(shù)壁壘比較高。

另?yè)?jù)機(jī)構(gòu)公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年，中國(guó)指紋識(shí)別廠商在全球占得45%的市場(chǎng)份額，預(yù)計(jì)2018年該占比還會(huì)進(jìn)一步提升。即在全球指紋識(shí)別市場(chǎng)，中國(guó)廠商不僅有著較大的市場(chǎng)份額，在技術(shù)上也達(dá)到了國(guó)際一流水準(zhǔn)；在全球MEMS傳感器市場(chǎng)，對(duì)中、高階MEMS傳感器，中國(guó)基本得從國(guó)外進(jìn)口。在全球射頻器件市場(chǎng)，中國(guó)對(duì)該類產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。隨著5G的到來(lái)，國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外一流同行相比，差距或?qū)⑦M(jìn)一步拉大。

中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的未來(lái)，主要得靠自主研發(fā)以獲得進(jìn)步。中國(guó)并不差錢(qián)，所缺的是技術(shù)。前面已經(jīng)說(shuō)到，芯片設(shè)計(jì)業(yè)是知識(shí)和智力密集型行業(yè)，那么中國(guó)要自主研制出世界一流或者全球領(lǐng)先的芯片，需要培養(yǎng)和吸收更多的人才，厚積薄發(fā)，從而積累更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，最終實(shí)現(xiàn)從量的積累到質(zhì)的飛躍。

目前我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了一些成績(jī)，華為的麒麟970芯片從高通的壟斷成功突圍，「中國(guó)芯之父」鄧中翰研發(fā)的「星光智能一號(hào)」占領(lǐng)了全球計(jì)算機(jī)圖像輸入芯片市場(chǎng)60%以上的份額，紫光和海思躋身全球前十大芯片設(shè)計(jì)企業(yè)行列等等。

但芯片行業(yè)是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，中國(guó)目前還只是做到了單點(diǎn)突破，還沒(méi)有全面開(kāi)花！「中國(guó)芯」想要真正逆襲，依然面臨諸多挑戰(zhàn)，一個(gè)是技術(shù)差距，另一個(gè)是制作水平的薄弱。

中國(guó)一直以來(lái)的思路是以市場(chǎng)換技術(shù)，用全球化采購(gòu)實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題更廉價(jià)的方案，但這樣的方便也使得我們對(duì)某些外部技術(shù)逐漸產(chǎn)生了依賴。現(xiàn)在美國(guó)抄了我們的后路，只能倒逼中國(guó)芯片行業(yè)走自主研發(fā)的路子。

中國(guó)人不是搞不出高科技，中國(guó)天眼、墨子號(hào)、北斗系統(tǒng)、太湖神威超算、蛟龍?zhí)�、高鐵等等都是中國(guó)人在過(guò)去幾十年里逐漸從學(xué)習(xí)到創(chuàng)新發(fā)展出來(lái)的領(lǐng)先技術(shù)。這幾年中國(guó)的科研實(shí)力已經(jīng)開(kāi)始井噴式的發(fā)展，芯片的確是我們的短板，但不是不能解決的問(wèn)題，中國(guó)人想搞什么，通常是能夠做到的！

實(shí)際上中國(guó)自主的芯片早就存在了 只是沒(méi)有被重視 導(dǎo)致發(fā)展緩慢而已 如果美國(guó)真的一直禁止給中興 那么中興會(huì)想辦法轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)的芯片了 國(guó)內(nèi)的芯片隨著這次芯片沖破，勢(shì)必會(huì)在技術(shù)和數(shù)量上更上一層樓的。中國(guó)芯片加油！

8月1日，清華大學(xué)研制出的一款自行車(chē)登上了最新一期全球頂尖期刊《自然》雜志（Nature）的封面！

跟數(shù)據(jù)君先來(lái)看看，自行車(chē)“成精”后的樣子。

自我平衡↓↓

繞開(kāi)障礙物↓↓

S型路線↓↓

向左轉(zhuǎn)↓↓

這輛無(wú)人自行車(chē)可實(shí)時(shí)感知周?chē)�環(huán)境。它可以在跟隨前方試驗(yàn)人員的同時(shí)自動(dòng)進(jìn)行避障操作。裝上芯片后，自行車(chē)可以根據(jù)語(yǔ)音指令、視覺(jué)感知的反饋產(chǎn)生實(shí)時(shí)信號(hào)，從而對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，以達(dá)到保持平衡，改變行進(jìn)狀態(tài)。

自行車(chē)為什么這么“聽(tīng)話”？吃了“仙丹”？別說(shuō)，還真是。而且清華大學(xué)科學(xué)家研制的“仙丹”還是中國(guó)制造、全球首款。

科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在自行車(chē)?yán)飪?nèi)部裝了一款名叫“天機(jī)”（Tianjic）的人工通用智能芯片。

這是一款中國(guó)自主研制的芯片，更是全球首款異構(gòu)融合類腦芯片。

8月1日，這款由清華大學(xué)類腦計(jì)算研究中心施路平教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出的芯片，登上了最新一期全球頂尖期刊《自然》雜志（Nature）的封面！

據(jù)悉，憑借這項(xiàng)研究，施路平團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了中國(guó)在芯片和人工智能兩大領(lǐng)域Nature雜志論文零的突破。

Nature封面文章 | 中國(guó)團(tuán)隊(duì)的“天機(jī)芯”架起了通用人工智能領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)科學(xué)的橋梁

該研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者是清華大學(xué)精密儀器系教授、類腦計(jì)算中心主任施路平，成員來(lái)自清華大學(xué)、北京靈汐科技、北京師范大學(xué)、新加坡理工大學(xué)和加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校等科研機(jī)構(gòu)。

七年，磨出一顆中國(guó)“芯”

歷時(shí)7年，施路平教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，“打磨”出了中國(guó)人自己的通用人工智能（AGI）芯片——“天機(jī)芯”。

“天機(jī)芯”作為一款新型計(jì)算機(jī)芯片，可用于實(shí)時(shí)物體檢測(cè)、跟蹤、語(yǔ)音識(shí)別、避障和平衡控制，是世界首款異構(gòu)融合類腦芯片，也是世界上第一個(gè)既可支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又可支持人工神經(jīng)網(wǎng)路的人工智能芯片。

（施路平團(tuán)隊(duì)發(fā)表的論文：《面向通用人工智能的混合天機(jī)芯片架構(gòu)）

據(jù)Nature報(bào)道，當(dāng)前，人工智能芯片發(fā)展有兩大主流方向，一種是以神經(jīng)科學(xué)為基礎(chǔ)，試圖建構(gòu)模擬大腦的電路；另一種以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

然而，由于算法和模型的差別，當(dāng)前人工智能芯片均只支持人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，難以發(fā)揮計(jì)算機(jī)和神經(jīng)科學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的交叉優(yōu)勢(shì)。

但“天機(jī)芯”與以往的研究不同。

施路平教授表示，“我們做的是類腦（研究），是借鑒腦科學(xué)的基本原理，凝練出一些指導(dǎo)計(jì)算架構(gòu)發(fā)展的新規(guī)律�！�

在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)提出了符合腦科學(xué)基本規(guī)律的新型類腦計(jì)算架構(gòu)——異構(gòu)融合的天機(jī)類腦計(jì)算芯片架構(gòu)，可通過(guò)資源復(fù)用，只需3%的額外面積開(kāi)銷(xiāo)即可同時(shí)運(yùn)行計(jì)算機(jī)科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)導(dǎo)向的絕大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的混合建模，形成時(shí)空域協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)，發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢(shì)，既能降低能耗，提高速度，又能保持高準(zhǔn)確度

也就是說(shuō)，“天機(jī)芯”能將兩種運(yùn)作方式集合在一個(gè)混合平臺(tái)中。它具有有多個(gè)功能核心，可輕松實(shí)現(xiàn)重新配置，使其能同時(shí)運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法和大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

（“天機(jī)芯”的設(shè)計(jì)）

“這只是非常初步的一個(gè)研究，但這項(xiàng)研究或能為面向人工通用智能計(jì)算平臺(tái)的進(jìn)一步發(fā)展起到促進(jìn)作用�！笔┞菲奖硎�。

據(jù)一家專注于人工智能的網(wǎng)站Synced Review報(bào)道，“天機(jī)芯”關(guān)鍵創(chuàng)新之處在于其統(tǒng)一的功能核（FCore）。該功能核結(jié)合了人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和生物網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)建基塊——軸突、突觸、樹(shù)突和胞體。

“天機(jī)芯”采用28納米工藝制程打造，由156個(gè)功能核組成，包含約4萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元和1千萬(wàn)個(gè)突觸，其大小為3.8×3.8平方毫米。

研究團(tuán)隊(duì)還展示了“天機(jī)芯” 與GPU相比較的優(yōu)越性：“天機(jī)芯”的吞吐量比GPU高1.6-100倍，能效提高12-10000倍。

（“天機(jī)芯”和測(cè)試板）

自行車(chē)雖小，“五臟”俱全

Nature在對(duì)該研究的介紹中肯定了“天機(jī)芯”應(yīng)用于無(wú)人駕駛自行車(chē)的試驗(yàn)。

研究人員將芯片安裝到無(wú)人自行車(chē)，來(lái)證明該芯片的強(qiáng)大功能和潛力。這款無(wú)人自行車(chē)能自我平衡，具有聲控功能，可探測(cè)并避開(kāi)障礙物。這都是“天機(jī)”芯片能同時(shí)處理多種算法和模型的強(qiáng)大功能。

Synced Review報(bào)道稱，這款搭載“天機(jī)芯”的無(wú)人自行車(chē)系統(tǒng)，還裝備了IMU傳感器、攝像頭、轉(zhuǎn)向電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、調(diào)速電機(jī)和電池等，使其能執(zhí)行實(shí)時(shí)目標(biāo)探測(cè)、跟蹤、語(yǔ)音命令識(shí)別、過(guò)障、自動(dòng)避障、自平衡和自主決策等行為。

（無(wú)人自行車(chē)設(shè)計(jì)）

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了多種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成每項(xiàng)任務(wù)。這些模型經(jīng)過(guò)預(yù)先訓(xùn)練并編程到“天機(jī)芯”上，“天機(jī)芯”可并行處理這些模型，實(shí)現(xiàn)多種模型之間的無(wú)縫片上通信。

施路平認(rèn)為，人工通用智能芯片能夠成功，多學(xué)科深度融合才是關(guān)鍵。

研究團(tuán)隊(duì)介紹，他們希望“天機(jī)芯”可被用于無(wú)人駕駛汽車(chē)和智能機(jī)器人上。他們已經(jīng)開(kāi)始投入第二代芯片的研究，研發(fā)階段預(yù)計(jì)會(huì)在明年初結(jié)束。

加油！中國(guó)芯！

目前我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了一些成績(jī)，華為的麒麟970芯片從高通的壟斷成功突圍，「中國(guó)芯之父」鄧中翰研發(fā)的「星光智能一號(hào)」占領(lǐng)了全球計(jì)算機(jī)圖像輸入芯片市場(chǎng)60%以上的份額，紫光和海思躋身全球前十大芯片設(shè)計(jì)企業(yè)行列等等。但芯片行業(yè)是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)，中國(guó)目前還只是做到了單點(diǎn)突破，還沒(méi)有全面開(kāi)花！「中國(guó)芯」想要真正逆襲，依然面臨諸多挑戰(zhàn)，一個(gè)是技術(shù)差距，另一個(gè)是制作水平的薄弱。

中國(guó)自主的芯片早就存在了 只是沒(méi)有被重視 導(dǎo)致發(fā)展緩慢而已 如果美國(guó)真的一直禁止給中興 那么中興會(huì)想辦法轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)的芯片了 國(guó)內(nèi)的芯片隨著這次芯片沖破，勢(shì)必會(huì)在技術(shù)和數(shù)量上更上一層樓的。中國(guó)一直以來(lái)的思路是以市場(chǎng)換技術(shù)，用全球化采購(gòu)實(shí)現(xiàn)解決問(wèn)題更廉價(jià)的方案，但這樣的方便也使得我們對(duì)某些外部技術(shù)逐漸產(chǎn)生了依賴。現(xiàn)在美國(guó)抄了我們的后路，只能倒逼中國(guó)芯片行業(yè)走自主研發(fā)的路子。

中國(guó)人不是搞不出高科技，中國(guó)天眼、墨子號(hào)、北斗系統(tǒng)、太湖神威超算、蛟龍?zhí)�、高鐵等等都是中國(guó)人在過(guò)去幾十年里逐漸從學(xué)習(xí)到創(chuàng)新發(fā)展出來(lái)的領(lǐng)先技術(shù)。這幾年中國(guó)的科研實(shí)力已經(jīng)開(kāi)始井噴式的發(fā)展，芯片的確是我們的短板，但不是不能解決的問(wèn)題，中國(guó)人想搞什么，通常是能夠做到的！

中國(guó)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的未來(lái)，主要得靠自主研發(fā)以獲得進(jìn)步。中國(guó)并不差錢(qián)，所缺的是技術(shù)。前面已經(jīng)說(shuō)到，芯片設(shè)計(jì)業(yè)是知識(shí)和智力密集型行業(yè)，那么中國(guó)要自主研制出世界一流或者全球領(lǐng)先的芯片，需要培養(yǎng)和吸收更多的人才，厚積薄發(fā)，從而積累更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，最終實(shí)現(xiàn)從量的積累到質(zhì)的飛躍。

傳統(tǒng)的硅晶圓芯片我們已經(jīng)落后很多，硅基芯片發(fā)展到5nm已經(jīng)接近摩爾定律的極限，更近一步需要新的半導(dǎo)體材料來(lái)突破這個(gè)極限 。5月26日我國(guó)北京元芯碳基集成電路研究院宣布，經(jīng)過(guò)不斷的研究與實(shí)踐，終于突破碳基半導(dǎo)體材料制備的瓶頸，解決了材料的純度、密度以及面積等長(zhǎng)期困擾的問(wèn)題。

什么是碳基材料？目前芯片主要材料是硅基材料集成電路，且長(zhǎng)期被國(guó)外廠家壟斷，中國(guó)每年進(jìn)口芯片的花費(fèi)堪比進(jìn)口石油的花費(fèi)。相比于硅基材料，碳基材料的優(yōu)勢(shì)在于成本更低、功耗更小，效率更高。

以后用我國(guó)最新的碳基技術(shù)制造的芯片，處理數(shù)據(jù)更快，能節(jié)省30%的功耗，不僅在手機(jī)芯片領(lǐng)域，還能在國(guó)防科技、衛(wèi)星導(dǎo)航、氣象監(jiān)測(cè)、人工智能、醫(yī)療器械等多重領(lǐng)域給予支持。

用碳基晶體管制造的芯片有望在手機(jī)上和5G基站中使用。目前碳基晶體管技術(shù)已經(jīng)率先在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，不僅解決了碳基半導(dǎo)體材料的制備技術(shù)，而且解決了新型半導(dǎo)體芯片的制造技術(shù)，有可能不再依賴ASML的EUV光刻機(jī)就能制造出先進(jìn)的芯片。中國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的突破，從芯片的制造源頭對(duì)美國(guó)芯片技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行了顛覆，而且正在和華為等國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)行技術(shù)對(duì)接。

這項(xiàng)技術(shù)的突破，對(duì)于我們?cè)谔蓟�芯片制造方面�?shí)現(xiàn)彎道超車(chē)具有重大意義，我們是落后西方芯片制造不少，只要我們努力去做，沒(méi)有做不到的。偉人講過(guò)，世上無(wú)難事，只要肯登攀！