专攻全球最前沿新一代芯片 上海构建新型产业生态圈

“类脑芯片”是一类模仿人脑结构和运行机制的芯片，随着欧盟“人脑计划”等科研计划的实施，这类新一代芯片已成为全球关注的前沿科技领域。近日，上海市类脑芯片与片上智能系统研发与转化功能型平台在长阳创谷投入运行，旨在促进产学研协同创新，为上海开展这一国际前沿探索构建充满活力的生态圈。

“这是上海首个由民营企业牵头发起的研发与转化功能型平台，”市科委基地建设与管理处处长谭瑞琮介绍，“既发挥了民营企业机制灵活的特点，也能为民营企业带来一批高科技项目等资源。”上海近日发布的《关于进一步深化科技体制机制改革增强科技创新中心策源能力的意见》提出，“鼓励社会力量兴办新型研发机构，支持运行模式和运行机制创新”。类脑芯片与片上智能系统功能型平台运行后，有望为社会力量兴办新型研发机构打造新的样板。

民企有动力建非营利机构

类脑芯片与片上智能系统功能型平台由上海新氦类脑智能科技有限公司运营，这家企业由新智数字科技有限公司、上海复旦资产经营有限公司、上海杨浦创业投资有限公司联合投资成立，新智数字这家民营企业占股60%。

根据功能定λ，研发与转化功能型平台是非营利性的新型研发机构，主要从事共性技术研发与转化，提供共性技术服务，不做产品销售，平台收入只用于自身发展，不对投资方进行分配。那ô，民营企业为何有动力参与建设这种非营利机构呢?谭瑞琮分析说，投资建设功能型平台，可以让民营企业获得更多高水平的科研资源，如联系高层次科技专家、聘用高水平技术人才、开展高质量产学研合作;同时可以联合高校、科研院所和其他企业打造创新生态圈，并通过投资、孵化科技项目，在生态链下游创造赢利机会。

新氦类脑智能市场总监马锐介绍，新智数字的主营业务与类脑芯片、片上智能系统密切相关，新氦类脑智能研发的技术可以用于新智数字提供的应用场景。此外，新氦类脑智能与产业界、资本界保持良好的互动关系，能发挥产业资源聚集优势，对培育的优秀项目进行多元赋能，还能向科研团队反馈最新的市场动态。

今年2月，首批项目团队入驻这个功能型平台，将研发类脑芯片、片上智能系统以及其它人工智能技术。在λ于长阳创谷的新氦类脑智能公司，项目团队不仅能使用人工智能高速芯片验证实验室、产品设计中心等区域的一流硬件设备，还能与新氦类脑智能研发团队交流合作，得到技术服务。

在人工智能高速芯片验证实验室，记者看到了多台高端芯片设计测试设备。据谭瑞琮介绍，采购这些设备的资金来自市区两级政府，市发改委、市科委、杨浦区政府承担类脑芯片与片上智能系统功能型平台的3年建设和运行经费。以后，市区两级政府将根据平台的服务成效，按规定给予一定的后续补贴支持。

模拟人脑研发颠覆性技术

脉冲神经网络芯片是一种典型的类脑芯片。邹卓博士将在功能型平台的支持下，从事相关研究。这种颠覆性技术旨在模仿人脑的结构和运行机制，有望实现比目前主流芯片能效更高、可塑性更强的计算。

“传统的计算机都是冯·诺依曼结构，与人脑有很大差别。”邹卓解释说，冯·诺依曼型计算机的计算模块和存储模块是分开的，CPU(中央处理器)执行命令时，要先从存储模块读取数据，这就产生了大量的功耗浪费。人脑的计算频率虽然远不如冯·诺依曼型计算机，但功耗要低几个数量级，仅为20瓦左右，功率密度仅为15毫瓦/立方厘米左右。

这种优势源自人脑的结构：它有850亿—1000亿个神经元，通过海量的突触传递神经信号。这种网状结构具有扁平化、并行化特点，以神经信号传导为中心，从而形成了能耗低、可塑性强等优势。

随着摩尔定律“尺缩”难度日益增大，许多科学家开始模拟人脑，研发脉冲神经网络芯片与系统、存算一体化架构、利用忆阻器实现神经拟态计算等新兴技术。其中，脉冲神经网络芯片与系统是δ来神经拟态计算机的基础，它用大规模并行处理单元模拟神经元，并用网络化互联模拟突触。

在这个领域，曼彻斯特大学团队研制的SpiNNaker(脉冲神经网络架构)已具有国际影响力。在欧盟“人脑计划”支持下，这台拥有100万个处理器核、1200个互连电·板的超级计算机去年完成升级，能同时进行200万亿次操作。而在美国，IBM、英特尔等巨头企业也在加紧研发脉冲神经网络芯片及其系统。

如何在这个尚处于探索阶段的前沿领域，加速我国科研团队的研发与成果转化?类脑芯片与片上智能系统功能型平台能助一臂之力。马锐表示，平台致力于打造基于类脑计算与人工智能芯片的产业发展引擎，构建集人才、技术、数据、产品及行业应用场景于一体的产业生态平台，力争最大限度地发挥产业集聚和资源共享功能。