被「卡脖子」的尖端技術(shù)該如何前行？劉明張亞勤等院士大咖為你解惑 | CNCC2020

十三 2020-10-23 22:34:10 來源：量子位

金磊 鄭集楊 發(fā)自 CNCC現(xiàn)場(chǎng)
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

距離世界頂尖，中國「芯」還差多遠(yuǎn)？又該如何發(fā)展？

數(shù)字化3.0的浪潮下，該如何突破三大定律的瓶頸？

……

這些大家所關(guān)心和討論的問題，觀點(diǎn)很多，看法不一。那么，為什么不來聽聽業(yè)界大佬的看法呢？

而今年的中國計(jì)算機(jī)大會(huì)CNCC，討論的焦點(diǎn)，正是「軟硬件的發(fā)展」！

10月22日上午，由CCF主辦的計(jì)算領(lǐng)域年度盛會(huì)CNCC在京隆重開幕。今年是CNCC舉辦的第17個(gè)年頭，大會(huì)的主題為《信息技術(shù)助力社會(huì)治理》。

大會(huì)開幕式由CCF秘書長(zhǎng)杜子德主持；CCF理事長(zhǎng)、中國科學(xué)院院士梅宏致辭并宣布大會(huì)開幕。

還匯聚了產(chǎn)、學(xué)界一眾AI大牛，針對(duì)當(dāng)下眾多尖端話題展開了討論與交流。包括：

中國科學(xué)院院士、中科院微電子所研究員劉明；清華大學(xué)講席教授、IEEE Fellow、美國藝術(shù)和科學(xué)院院士張亞勤；香港中文大學(xué)（深圳）校長(zhǎng)講座教授、IEEE Life Fellow黃鎧；華為計(jì)算產(chǎn)品線副總裁姜濤，小米集團(tuán)副總裁崔寶秋等。

作為本次大會(huì)的戰(zhàn)略合作媒體，量子位這就帶大家一起來傾聽產(chǎn)學(xué)界大佬們的看法。

劉明：集成電路領(lǐng)域是龐大的系統(tǒng)工程

?在CNCC上午場(chǎng)的會(huì)議上，劉明院士從集成電路的發(fā)展和創(chuàng)新、挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)及現(xiàn)狀和思考三個(gè)維度出發(fā)，帶大家了解了集成電路的過去與現(xiàn)在。

其中，在“現(xiàn)狀與思考”中，劉明院士從材料、制造設(shè)備、制造技術(shù)、工具依賴性、資本投入等幾個(gè)方面介紹了我國集成電路領(lǐng)域的情況，及其較之于歐美的差距，最后還給出了自己的看法。

在材料上，目前半導(dǎo)體主要材料，從硅片到掩模板、光刻膠等領(lǐng)域基本由日本廠商占領(lǐng)，國產(chǎn)自給率不足，高端依賴進(jìn)口；其他的，比如電子特氣、拋光液都主要由美國廠商壟斷，前者對(duì)外依賴度達(dá)80%，后者國產(chǎn)化率不足10%。

在制造設(shè)備上，中國集成電路各個(gè)環(huán)節(jié)的平均占有率14%，其中在光刻、刻蝕的核心設(shè)備都基本來源于歐美國家，國產(chǎn)率不足5%。

而在“制造技術(shù)”中，SMIC落后TSMC大概2-3代，且體量小，份額僅為TSMC的1/10。

另外，在“工具依賴性”方面，EDA工具是我國集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的最大短板之一，美國前三公司壟斷全球64%以上的市場(chǎng)；此外，國內(nèi)芯片技術(shù)企業(yè)對(duì)IP核儲(chǔ)備欠缺。

最后在“資本投入”中，中國IC設(shè)備采購額大概占全球10%-12%，先進(jìn)設(shè)備購買缺乏，并且投資轉(zhuǎn)換率低（06年后大陸12寸晶圓代工只有粵芯進(jìn)入量產(chǎn)）。

對(duì)于目前面臨的挑戰(zhàn)以及如何發(fā)展，劉明院士給出了自己的看法：

新技術(shù)不斷涌現(xiàn)是該領(lǐng)域的最大特點(diǎn)。材料、設(shè)備、工藝、軟件等的整體提升才能使得行業(yè)能夠整體提升，這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。

這個(gè)行業(yè)融合了多學(xué)科的交叉，需要綜合的知識(shí)背景，交叉的技術(shù)技能以及融合創(chuàng)新的素質(zhì)。

個(gè)人覺得，美國IC產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大，源自于其對(duì)STEAM基礎(chǔ)學(xué)科的高度重視，所以大學(xué)教育應(yīng)該以通識(shí)教育為主，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

張亞勤：產(chǎn)業(yè)深度學(xué)習(xí)的黃金時(shí)代剛剛開始

張亞勤教授緊隨在劉明院士之后，帶來了智能技術(shù)趨勢(shì)的演講。其從宏觀看待了目前的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)兩塊。

在產(chǎn)業(yè)上，張亞勤教授這么說道：

算法已經(jīng)到了相對(duì)的平臺(tái)期，但對(duì)產(chǎn)業(yè)來講，深度學(xué)習(xí)的黃金時(shí)代可能剛剛開始，還有至少10年的時(shí)間可以深入到不同的行業(yè)中去。

……

AI變革會(huì)帶來行業(yè)新機(jī)遇，IT行業(yè)首先受益；其次AI會(huì)融入各個(gè)行業(yè)，像20年前的互聯(lián)一樣；最后，還會(huì)創(chuàng)造新的行業(yè)。

在技術(shù)一塊，張亞勤教授重點(diǎn)講述了目前計(jì)算和通訊基本的三個(gè)定律（香農(nóng)定律、馮諾依曼架構(gòu)和摩爾定律）已經(jīng)接近研究極限的問題。

在數(shù)字化3.0之下，該如何突破三大定律的瓶頸，張教授給出了自己的看法：

第一點(diǎn)需要對(duì)信息做一個(gè)重新的定義，包括香農(nóng)和信道容量。

第二個(gè)是計(jì)算新的范式，量子計(jì)算，類腦計(jì)算，生物計(jì)算。

第三個(gè)是使用新的計(jì)算體系和通訊架構(gòu)去突破體系架構(gòu)的限制。

黃鎧：5G的背后是軟硬件的融合問題

在劉明院士和張亞勤教授分別從微觀、宏觀角度，對(duì)高科技問題做完解讀后，香港中文大學(xué)（深圳）的黃鎧教授，針對(duì)5G和其背后的問題，做了題為《5G云平臺(tái)、智能物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算》的演講。

黃鎧教授提出了一個(gè)自身直觀的感受，他認(rèn)為：

這幾年，大家「整合」的工作做得太少。

很多人在某個(gè)特定領(lǐng)域做得很深，但要如何跟別人的領(lǐng)域融合？

例如，5G的發(fā)展非常迅猛，但它并不只是比4G、3G快這么簡(jiǎn)單，其背后便是一個(gè)軟硬件的融合問題：

將5G和云計(jì)算、智能物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算結(jié)合起來。

黃鎧以自己團(tuán)隊(duì)（人工智能與機(jī)器人研究院，AIRS）打造的云端結(jié)合系統(tǒng)為例，對(duì)此問題做了講解。

首先是5G方面，黃鎧從三個(gè)維度進(jìn)行了介紹。

• 天線數(shù)量：在1G的時(shí)候用的天線數(shù)量很少，到后來變成8根天線，到了MIMO技術(shù)被應(yīng)用以后，在一個(gè)5G應(yīng)用系統(tǒng)中，最少是64根天線，所以這個(gè)接收的信號(hào)、數(shù)據(jù)就很多了。
• 空間：3G的延時(shí)是100毫秒；到4G的時(shí)候，降到70毫秒；到5G，我們希望降到1毫秒。
• 頻率：最早是300MHz，再往下是3Hz，進(jìn)展越來越大。

其次是云方面，這個(gè)系統(tǒng)把4個(gè)云合成在一起，包括計(jì)算云、大數(shù)據(jù)應(yīng)用云，AI云與使用5G專網(wǎng)的邊緣云。

我們使用浪潮的服務(wù)器，英特爾的CPU，速度都很快。底層是很多移動(dòng)應(yīng)用、攝像頭等等。

……

這個(gè)系統(tǒng)將云計(jì)算、5G、IoT、邊緣計(jì)算結(jié)合在一起。

姜濤：人均算力水平和經(jīng)濟(jì)水平高度正相關(guān)

接下來，華為計(jì)算產(chǎn)品線副總裁姜濤針對(duì)計(jì)算領(lǐng)域，做了題為《共贏多樣性計(jì)算新時(shí)代》的演講。

姜濤先是拋出了一個(gè)觀點(diǎn)：

人均算力水平和經(jīng)濟(jì)水平高度正相關(guān)。

這就意味著真正算力已經(jīng)成為新的生產(chǎn)力，能夠驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

而算力作為計(jì)算產(chǎn)業(yè)的一個(gè)基礎(chǔ)，面向未來我有兩種趨勢(shì)，分別是多樣性計(jì)算和分布式應(yīng)用。

多樣性計(jì)算方面，姜濤認(rèn)為目前當(dāng)今社會(huì)大量的應(yīng)用場(chǎng)景都是需要多種算力。

到2025年，數(shù)據(jù)量可能會(huì)到180GB。而在這么大的數(shù)據(jù)量中，有80%的數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

這就意味著，傳統(tǒng)的通用算力已經(jīng)不能完全滿足需求。

其次，現(xiàn)在的應(yīng)用規(guī)模越來越大，而且都是高并發(fā)、低延時(shí)的需求，這種情況下應(yīng)用加速走向分布式處理。

而在這種情況下，有三個(gè)協(xié)同創(chuàng)新非常的重要：

• 計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同創(chuàng)新
• 通用計(jì)算與AI計(jì)算的協(xié)同創(chuàng)新
• 軟件、硬件的協(xié)同創(chuàng)新

只有它們?nèi)齻€(gè)的協(xié)同創(chuàng)新，才能夠推動(dòng)計(jì)算產(chǎn)業(yè)走向下一個(gè)黃金時(shí)代。

最后，姜濤也指出，協(xié)同創(chuàng)新不是單一的某個(gè)單位能夠完成的事情，而是需要一個(gè)生態(tài)。

One More Thing

最后，會(huì)場(chǎng)外的展廳也成為了此次大會(huì)的精彩看點(diǎn)。

眾多企業(yè)紛紛亮出了自家的成果：

有華為的「昇騰」軟硬件和案例。

滴滴的「智慧交通」。

當(dāng)然，小米也亮出了「透明電視」。

而最亮眼的，莫過于展廳眾多的「書攤」，清華大學(xué)出版社、Springer等紛紛「出席」。

嗯，這滿滿的書香，也讓大會(huì)學(xué)術(shù)氣息更加濃郁了。

……

當(dāng)然，首日的精彩內(nèi)容只是CNCC 2020的「冰山一角」。

在接下來的議程中，還有中國科學(xué)院院士、清華人工智能研究院院長(zhǎng)張鈸，ACM圖靈獎(jiǎng)得主、斯坦福大學(xué)前校長(zhǎng)、Alphabet董事長(zhǎng)John Hennessy，北京大學(xué)教授黃鐵軍，依圖科技CTO顏水成，京東集團(tuán)副總裁鄭宇等國內(nèi)外眾多產(chǎn)學(xué)界大佬的深度參與。

感興趣的讀者，要跟緊CNCC2020接下來的進(jìn)程嘍~