无“芯”终结者邓中翰:中国芯决胜人工智能

  他是加州大学伯克利分校建校130年来第一位横跨理、工、商三学科的学者。

  他曾在美国国际商业机器公司(IBM)工作,负责超大规模CMOS集成电路设计研究,并提交了多件美国发明专利申请。

  他是最年轻的中国工程院院士、中国科协副主席、欧美同学会副会长。

  他被称为“之父”。他的企业,如今成功占领了全球计算机图像输入芯片市场60%以上的份额,位居世界第一。

  对于这些头衔,作为当事人的邓中翰更喜欢被人称为“中国科学家”。

  “科学没有国界,但科学家有祖国。”一直将钱学森视为偶像的邓中翰于1999年10月1日应邀回国参加建国50周年国庆观礼,并受到了党和国家领导人的亲切接见和殷切召唤。为了祖国集成电路事业的起步,他毅然放弃了在美国的成功事业。在国家工信部的直接领导下,承担并启动了国家“星光工程”,并在北京中关村创建了中星微电子公司,开启了回国创新创业的新历程。

  “当初出去就是为了有一天回来,爱国是我们共同的情感。”

  填补大空白

  2001年3月11日,年仅33岁的邓中翰和团队奋斗了一年多,这一天委托加工的第一款芯片将从首都机场接回。所有参加实验的人早早来到公司等着,晚上11时多,当这款芯片成功地从实验设备中清晰地展现出数据图像时,整个实验室沸腾了:“我们成功了!”

  “星光中国芯”打破了国外芯片生产的垄断格局,彻底终结了中国无“芯”的历史。“没有自己的CPU芯片,我们的信息产业大厦就如同建立在沙滩上。”

  “‘星光中国芯’工程的定位不是纯粹的科学研究,而是要适应国内外市场需求,以实现大规模产业化为目标。”从创立伊始,中星微电子的决策层就清醒地意识到,产品研发并不是单纯地填补技术空白,而是要填补市场空白。

  邓中翰坦言:“瞄准市场空白而不是填补技术空白,把数字多媒体芯片核心技术推向整个行业,让‘中国创造’真正走向世界,是‘中国芯’的一大特色。”在这一理念的支持下,中星微电子果断地避开了CPU和存储芯片等主流市场的激烈竞争,选择具有广阔市场前景的数字多媒体芯片作为突破口展开技术攻关。

  “高价值核心专利是我们追求的重要目标。”创业开始时,邓中翰不仅要心系研发工作,还要从事企业的管理和事务性工作。往往夜深人静之时,才有时间走进实验室专注于思考和研发。凭着迎难而上的精神,邓中翰带领研发团队只用了不到两年时间,就研发出我国拥有自主知识产权的“星光一号”。凭借核心技术专利,在2001年,邓中翰第一次将“中国芯”大规模打入国际市场,被苹果、三星、索尼、惠普、联想、华为等中外企业采用,如今已占领了全球计算机图像输入芯片60%以上的市场份额。

  在邓中翰领衔的“星光中国芯工程”中,“星光”系列芯片接连问世,让世界了解了“中国芯”的实力。截至目前,中星微已经拥有3000余件高质量的国内外专利。高价值核心专利,也使中星微的芯片分别于2004年和2013年两次荣获国家科技进步一等奖。

  虽然中国有了中星微,但是在邓中翰看来,国内半导体产业底子薄、企业还很少,在人才、资金方面也很缺乏,虽然过去进行了很多研究,但实践却很少,没有形成有效的产业突破点。“国内半导体产业需要国家和地方政府的扶持,半导体芯片一年的采购额就达到上千亿美元,不仅造成贸易赤字,对信息产业发展、国家信息安全都很有影响。”

  得芯片者得天下

  近年来,为满足国家战略需求,邓中翰带领团队承担国家重大攻关任务,与相关单位一起制定了具有我国自主知识产权、技术达到国际领先水平的“天网”安防监控基础信源SVAC国家标准,搭建起了拥有自主知识产权的芯片、算法、终端设备、系统平台到整体解决方案的安防监控产业链,为更好地保障产业发展和信息安全构筑了基础,也为全面建成全域覆盖、全程可控、全网共享的城市管理“天网”工程奠定了坚实的技术基础。

  将来以该标准实现联网的摄像头,有可能实现以下功能:在某个飞机场,一个黑衣人凌晨时分留下某个疑似爆炸物,超过一分钟或两分钟,就会自动报警。

  邓中翰表示,高清视频安防监控关系到国家安全、公共安全、国防建设等诸多重要领域,而且产业规模巨大,2012年全球产业规模已超过3000亿美元。公安部、工信部以及国家标准委要求制定这项国家标准非常及时,“星光中国芯工程”团队责无旁贷。

  SVAC国家标准正式发布于2010年12月23日,已于2011年5月1日正式实施,SVAC 2.0标准也已于2017年6月正式实施。邓中翰认为,长期以来,我国安防监控系统一直采用国外标准,核心技术和产品很大程度上依赖国外,信息安全存在隐患以及各厂家数据格式也不兼容,存在不同部门、不同地区之间的监控信息不能互联互通等问题。近7年的实施已表明,SVAC国家标准满足了我国公共安全管理需求。在标准研制过程中,“星光中国芯工程”团队还解决了国外标准针对视频媒体节目传播需求而制定,不能完全满足安防监控应用的特殊性等关键技术问题,如视频图像的实时传输性、全天候监控环境的适应性、场景视音频信息的忠实还原性、视频的安全可信等。

  数年之前,邓中翰就注意到处于萌芽状态的技术,经过不懈努力、持续研发,2016年6月,邓中翰带领团队攻克了“基于数据驱动并行计算架构的卷积神经网络处理器技术”、“嵌入式深度学习机器视觉SoC技术”等五大核心技术,推出中国首款具备深度学习功能的神经网络处理器芯片“星光智能一号”。这款芯片率先应用在基于SVAC国家标准的安防监控行业,使中国安防监控产业由模拟时代、数字时代跨入智能时代。

  “芯片是的‘大脑’,而芯片技术对专利的依赖性更强。”邓中翰认为,未来10年将是新一代人工智能发展的关键时期。目前,我国专注于人工智能芯片开发的企业有限,且总体水平与发达国家存在一定差距,需要从资金、政策等方面加大投入力度,以核心专利构筑竞争实力,这对于在群雄逐鹿的人工智能时代抢占先机至关重要。

  “不仅标准与技术研发同步,更难能可贵的是,这项标准与产业发展也是同步的。”邓中翰介绍说,标准发布后,国内数十家产学研单位迅速成立“SVAC产业联盟”,“星光中国芯工程”团队率先研发推出相应系列安防监控产品并实现产业化,提供包括处理芯片、视频终端、监控平台等在内的一站式解决方案,已经在公共安全、平安城市、数字城市、智能交通、国家边海防系统、安全生产、物联网等领域成功示范应用。

  在邓中翰看来,芯片是人工智能技术发展的源头,“得芯片者得天下”,能否开发出具有超高运算能力、符合市场需求的芯片,成为人工智能领域豪强争霸的关键。我国在人工智能领域的研究积累与发达国家差距不大,若能在战略层面制订系统的推进计划,会给我国带来实现弯道超车、提升综合国力和影响力的绝佳机会。

连接器模具

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