被「卡脖子」的尖端技术该如何前行？刘明张亚勤等院士大咖为你解惑

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被「卡脖子」的尖端技术该如何前行？刘明张亚勤等院士大咖为你解惑 | CNCC2020

2020 年 10 月 23 日 量子位

金磊郑集杨发自 CNCC现场
量子位报道 | 公众号 QbitAI

距离世界顶尖，中国「芯」还差多远？又该如何发展？

数字化3.0的浪潮下，该如何突破三大定律的瓶颈？

……

这些大家所关心和讨论的问题，观点很多，看法不一。那么，为什么不来听听业界大佬的看法呢？

而今年的中国计算机大会CNCC，讨论的焦点，正是「软硬件的发展」！

10月22日上午，由CCF主办的计算领域年度盛会CNCC在京隆重开幕。今年是CNCC举办的第17个年头，大会的主题为《信息技术助力社会治理》。

大会开幕式由CCF秘书长杜子德主持；CCF理事长、中国科学院院士梅宏致辞并宣布大会开幕。

还汇聚了产、学界一众AI大牛，针对当下众多尖端话题展开了讨论与交流。包括：

中国科学院院士、中科院微电子所研究员刘明；清华大学讲席教授、IEEE Fellow、美国艺术和科学院院士张亚勤；香港中文大学（深圳）校长讲座教授、IEEE Life Fellow黄铠；华为计算产品线副总裁姜涛，小米集团副总裁崔宝秋等。

作为本次大会的战略合作媒体，量子位这就带大家一起来倾听产学界大佬们的看法。

刘明：集成电路领域是庞大的系统工程

在CNCC上午场的会议上，刘明院士从集成电路的发展和创新、挑战和应对及现状和思考三个维度出发，带大家了解了集成电路的过去与现在。

其中，在“现状与思考”中，刘明院士从材料、制造设备、制造技术、工具依赖性、资本投入等几个方面介绍了我国集成电路领域的情况，及其较之于欧美的差距，最后还给出了自己的看法。

在材料上，目前半导体主要材料，从硅片到掩模板、光刻胶等领域基本由日本厂商占领，国产自给率不足，高端依赖进口；其他的，比如电子特气、抛光液都主要由美国厂商垄断，前者对外依赖度达80%，后者国产化率不足10%。

在制造设备上，中国集成电路各个环节的平均占有率14%，其中在光刻、刻蚀的核心设备都基本来源于欧美国家，国产率不足5%。

而在“制造技术”中，SMIC落后TSMC大概2-3代，且体量小，份额仅为TSMC的1/10。

另外，在“工具依赖性”方面，EDA工具是我国集成电路设计领域的最大短板之一，美国前三公司垄断全球64%以上的市场；此外，国内芯片技术企业对IP核储备欠缺。

最后在“资本投入”中，中国IC设备采购额大概占全球10%-12%，先进设备购买缺乏，并且投资转换率低（06年后大陆12寸晶圆代工只有粤芯进入量产）。

对于目前面临的挑战以及如何发展，刘明院士给出了自己的看法：

新技术不断涌现是该领域的最大特点。材料、设备、工艺、软件等的整体提升才能使得行业能够整体提升，这是一个庞大的系统工程。

这个行业融合了多学科的交叉，需要综合的知识背景，交叉的技术技能以及融合创新的素质。

个人觉得，美国IC产业的强大，源自于其对STEAM基础学科的高度重视，所以大学教育应该以通识教育为主，培养学生独立思考的能力。

张亚勤：产业深度学习的黄金时代刚刚开始

张亚勤教授紧随在刘明院士之后，带来了智能技术趋势的演讲。其从宏观看待了目前的产业和技术两块。

在产业上，张亚勤教授这么说道：

算法已经到了相对的平台期，但对产业来讲，深度学习的黄金时代可能刚刚开始，还有至少10年的时间可以深入到不同的行业中去。

……

AI变革会带来行业新机遇，IT行业首先受益；其次AI会融入各个行业，像20年前的互联一样；最后，还会创造新的行业。

在技术一块，张亚勤教授重点讲述了目前计算和通讯基本的三个定律（香农定律、冯诺依曼架构和摩尔定律）已经接近研究极限的问题。

在数字化3.0之下，该如何突破三大定律的瓶颈，张教授给出了自己的看法：

第一点需要对信息做一个重新的定义，包括香农和信道容量。

第二个是计算新的范式，量子计算，类脑计算，生物计算。

第三个是使用新的计算体系和通讯架构去突破体系架构的限制。

黄铠：5G的背后是软硬件的融合问题

在刘明院士和张亚勤教授分别从微观、宏观角度，对高科技问题做完解读后，香港中文大学（深圳）的黄铠教授，针对5G和其背后的问题，做了题为《5G云平台、智能物联网与边缘计算》的演讲。

黄铠教授提出了一个自身直观的感受，他认为：

这几年，大家「整合」的工作做得太少。

很多人在某个特定领域做得很深，但要如何跟别人的领域融合？

例如，5G的发展非常迅猛，但它并不只是比4G、3G快这么简单，其背后便是一个软硬件的融合问题：

将5G和云计算、智能物联网和边缘计算结合起来。

黄铠以自己团队（人工智能与机器人研究院，AIRS）打造的云端结合系统为例，对此问题做了讲解。

首先是5G方面，黄铠从三个维度进行了介绍。

天线数量：在1G的时候用的天线数量很少，到后来变成8根天线，到了MIMO技术被应用以后，在一个5G应用系统中，最少是64根天线，所以这个接收的信号、数据就很多了。
空间：3G的延时是100毫秒；到4G的时候，降到70毫秒；到5G，我们希望降到1毫秒。
频率：最早是300MHz，再往下是3Hz，进展越来越大。

其次是云方面，这个系统把4个云合成在一起，包括计算云、大数据应用云，AI云与使用5G专网的边缘云。