北京大學(xué)微納電子學(xué)系研究團(tuán)隊(duì)在超低功耗集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，成功研發(fā)出一種面向下一代智能感知與邊緣計(jì)算的新型超低功耗芯片原型。這一重要成果不僅標(biāo)志著我國(guó)在高端芯片設(shè)計(jì)前沿領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力邁上新臺(tái)階，也將為北京市構(gòu)建高效、綠色、智能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)體系提供核心硬件支撐。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和5G技術(shù)的深度融合，海量終端設(shè)備對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和低功耗運(yùn)行提出了前所未有的要求。傳統(tǒng)的芯片架構(gòu)在能效比上已逐漸難以滿足智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景下邊緣節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)苛需求。北京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一核心挑戰(zhàn)，創(chuàng)新性地提出了一種基于近似計(jì)算與動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)深度融合的芯片設(shè)計(jì)新范式。該原型芯片在典型圖像識(shí)別任務(wù)中，在保證識(shí)別精度的前提下，實(shí)現(xiàn)了能效比的大幅提升，功耗較現(xiàn)有主流方案降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，為設(shè)備在無(wú)源或微能源環(huán)境下長(zhǎng)期自主工作提供了可能。

此項(xiàng)突破對(duì)北京作為全國(guó)科技創(chuàng)新中心和全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)標(biāo)桿城市的建設(shè)具有深遠(yuǎn)意義。超低功耗芯片是構(gòu)建城市級(jí)泛在感知網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的“心臟”。其成功研發(fā)，將直接推動(dòng)北京市在智慧交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能安防、健康醫(yī)療等領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用服務(wù)向更微型化、更長(zhǎng)效化、更智能化方向發(fā)展。例如，部署于城市各處的傳感器節(jié)點(diǎn)可以憑借極低的功耗持續(xù)工作數(shù)年，實(shí)時(shí)采集并預(yù)處理數(shù)據(jù)，再通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)回傳至云端或城市大腦，從而極大提升城市精細(xì)化管理和應(yīng)急響應(yīng)的效率與能力。

這一進(jìn)展也將助力北京集成電路產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。它將芯片設(shè)計(jì)的競(jìng)爭(zhēng)從單純追求工藝制程的先進(jìn)，部分導(dǎo)向了架構(gòu)創(chuàng)新與能效優(yōu)化的賽道，為北京在設(shè)計(jì)領(lǐng)域打造差異化優(yōu)勢(shì)開(kāi)辟了新路徑。產(chǎn)學(xué)研用的緊密聯(lián)動(dòng)，使得前沿技術(shù)能夠快速對(duì)接北京市豐富的應(yīng)用場(chǎng)景與產(chǎn)業(yè)需求，加速創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的融合。

研究團(tuán)隊(duì)表示將繼續(xù)優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)，并探索與新型存儲(chǔ)器、傳感元件的集成，目標(biāo)是形成面向特定場(chǎng)景的完整超低功耗解決方案。可以預(yù)見(jiàn)，隨著此類(lèi)核心技術(shù)的成熟與產(chǎn)業(yè)化，北京市將能構(gòu)建起一個(gè)覆蓋更廣、感知更敏、算力更智、能耗更低的下一代城市信息基礎(chǔ)設(shè)施，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)，進(jìn)一步鞏固其在國(guó)際科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)中的領(lǐng)先地位。