魏少军教授:“半导体——改变世界的力量”

在2023年11月2日召开的第六届“全球CEO领袖峰会”上,清华大学集成电路学院教授魏少军做了题为《半导体---改变世界的力量》的主题演讲。魏少军教授从全球经济发展、科技创新、人工智能演进等方面,阐述了半导体技术和产业日新月异的进步对人类经济社会发展的重要意义和巨大推动作用。

基于Actor模型的众核数据流硬件架构探索

超大规模AI模型的分布式训练对芯片架构的通信能力和可扩展性提出了挑战。晶圆级芯片通过在同一片晶圆上集成大量的计算核心和互联网络,实现了超高的计算密度和通信性能,成为了训练超大规模AI模型的理想选择。AMCoDA是一种基于Actor模型的众核数据流硬件架构,旨在利用Actor并行编程模型的高度并行性、异步消息传递和高扩展性等特点,在晶圆级芯片上实现AI模型的分布式训练。AMCoDA的设计包括计算模型、执行模型和硬件架构3个层面。实验表明,AMCoDA能广泛支持分布式训练中的各种并行模式和集合通信模式,灵活高效地完成复杂分布式训练策略的部署和执行。

基于遗传算法的晶圆级芯片映射算法研究

近年来,随着人工智能领域的发展,深度学习已经成为如今最重要的计算负载之一,下一代人工智能以及高性能计算应用对计算平台的算力与通信能力提出了前所未有的需求,晶圆级芯片通过在整片晶圆上集成超高密度的晶体管数量以及互连通信能力,有望为未来的人工智能与超算平台提供革命性的算力解决方案。而其中,晶圆级芯片具有的超大计算资源和独特的新架构使得任务映射算法面临前所未有的新问题,相关研究成为近年来学术界的研究重点。专注于研究人工智能任务在晶圆级硬件资源的映射算法,即通过将人工智能算法表达为多个卷积核,再考虑卷积核的算力特性来基于遗传算法设计晶圆级芯片的映射算法。一系列映射任务下的仿真结果验证了映射算法的有效性,并揭示了执行时间、适配器成本等参数对代价函数的影响。

基于MLIR的数据流模型

在冯诺依曼架构下,指令集的使用让软硬件得以解耦并各自飞速发展。然而,近年来并行多核架构加速器的热潮为冯诺依曼架构下的顺序编程模型带来了挑战。在顺序编程模型下设计而成的指令集缺乏对并行硬件的抽象,因此仅仅使用指令集已不能完全完成软硬件的解耦。人工智能软件编译栈领域需要新的编程模型,以对接顺序执行的编程平台和并行多核的硬件后端,并进一步探索并行硬件提供的优化机会。使用数据流模型作为编程模型,为顺序执行程序和并行硬件指令集的对接过程提供通用抽象,在指令集的基础上进一步实现软件前端与硬件后端的解耦。为确保项目的可复用性,将数据流模型以codelet dialect的形式实现在谷歌提出的编译器框架MLIR上。MLIR致力于整合碎片化的编译器生态,提高前后端对接流程的可复用性,在MLIR上实现的数据流模型将进一步提升MLIR系统的可复用性。

利用谷氨酸发酵废菌体生产酵母精

为探索味精厂废菌体处理的新方法,利用谷氨酸发酵废菌体为原料,研究出制取酵母精的较合适的条件与方法。通过自溶的方法提高产品中的核苷酸含量,同时比较了酸性蛋白酶537与碱性蛋白酶2709的酶解效果,并通过正交实验确定了酸性蛋白酶537的最佳酶解条件,在最佳条件下氨基氮含量可达1.19g/100ml。为谷氨酸废茵体的处理探索出一条新路。

中国集成电路设计业的机遇和挑战

经过20多年的发展,“无制造半导体”已成为全球半导体工业最重要的产业模式之一。中国作为这一领域的后起之秀,在过去的5年中,无制造半导体产业快速发展,成为令世界瞩目的一支新兴力量,开始影响世界半导体产业的大格局。本文尝试从对中国集成电路设计产业发展现状的分析入手,结合全球电子信息产业的发展趋势和中国集成电路设计业的特点,探讨中国集成电路设计业面临的机遇和挑战,并给出了对策建议。

D-葡萄糖酸钠对D-核糖发酵的影响

枯草芽孢杆菌转酮酶缺陷突变株不能以 D-葡萄糖酸为唯一碳源生长 ,但其作为 D-核糖的前体则是有效的。固定碳源总量 ,利用 D-葡萄糖与 D-葡萄糖酸钠混合碳源发酵 ,在12 0 g/ L的 D-葡萄糖酸钠浓度时 ,菌体生长明显受到抑制 ,发酵在 4 0 h时结束 ,D-核糖产量达 18.8g/ L ;在 30 g/ L的 D-葡萄糖酸质量浓度时 ,发酵 72 h,D-核糖产量达 6 8.5 g/ L。

SOC设计方法学(一)

本文通过对集成电路ＩＣ技术发展现状的讨论和历史回顾，特别是通过对电子整机设计技术发展趋势的 探讨，引入系统芯片（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ，简称ＳＯＣ）的定义、主要特点及其设计方法学等基本概念，并着 重探讨面向ＳＯＣ的新一代集成电路设计方法学的主要研究内容和发展趋势。

中国集成电路产业的差距在哪儿?

本文探讨了我国集成电路产业与发达国家及地区的差距。

2017年中国集成电路产业现状分析

在SEMICON CHINA 2017的产业与技术投资论坛上,清华大学微电子学研究所所长魏少军教授发布了以"中国集成电路过热了吗?"为主题的演讲。魏教授针对近年来中国大力投入集成电路建设,众多设计公司和晶圆厂、封测厂拔地而起,从而引发业界广泛讨论的情况进行了深入的剖析与讲解。

面对中国发展集成电路产业的挑战

中国已经成为全球最大的集成电路市场,但集成电路的自给率仍然不高,对外依赖性很强。然而,一些国际同行感觉到中国发展集成电路对他们来说是一种威胁。分析我国集成电路产业的发展概况,我国的集成电路发展对全球不是威胁,我们应化解这个矛盾,提出中国集成电路产业的现在及未来发展方向。

集成电路设计方法学的几个热点

对集成电路设计方法学领域当前的几个热点问题及一些相应思路进行评介。

未来SoC技术发展的几个特点

半导体工业的主导已经’从过去的面向商务和政府应用转移到面向个人的消费电子应用上来，美国半导体产业协会（SIA）的资料显示传统的IT产品更新换代的周期是24个月，但是消费电子产品则是少于12个月。生产和研发的成本在持续的上涨，价格还在不断创造新低，一个方面我们要用最高精尖的技术去做市场化的消费电子产品，

通信技术发展与集成电路和集成光路

将邀请工作在电子技术领域第一线,拥有丰富理论与实际经验的专家们对某些热点技术的发展现状与未来趋势进行深入的分析,并提出独到的见解,望业内专家积极参与。本刊编辑部联系方式paper@eaw.com.cn。

中国的崛起及亚洲半导体产业趋势

中国大陆半导体产业虽然进步很快，但是仍然没有摆脱跟随者和学习者的角色。从制造代工的角度看，大陆的代工企业在工艺技术上落后1．5～2代，尚未建立能够与先进代工企业的客户服务质量相媲美的体系、流程、规范和能力。随着大陆经济的高速发展和集成电路产业的崛起，必然会从跟随、学习走向创新、引领。那时大陆集成电路产业将出现质的变化，从一个地区性的产业成长为全球性的产业。

利用付产物—玉米黄粉生产复合氨基酸的研究

本文研究了酸浓度、压力、液固比、时间对玉米加工淀粉过程中的付产物—黄粉水解效率的影响,并从实际应用的角度出发确定了最优的酸解条件。

集成电路和集成光路的发展对未来通信技术与产业的影响

本文通过简要回顾微电子与集成电路技术的成长历程和介绍微光子技术及其集成化芯片(集成光路)的发展趋势,分析当前微电子与集成电路技术所要解决的关键问题,以及尚处于少年阶段的微光子与集成光路技术要面对的难题,进而探讨集成电路与集成光路对未来通信技术与产业的影响。不难得出,在集成电路向系统芯片(System On Chip,简称 SOC)发展、强力推动着通信技术与产业进步的同时,微光子与集成光路开始从科学研究步入工程应用与商用,并将首先应用于通信网骨干传输领域,推动通信网向更高、更快的层次发展。尽管集成光路在其它领域的大规模应用还需要很长的一段时间,但是集成电路技术解决不了的,如速度等问题可望由集成光路解决,从而时人类生活产生重大和深远的影响。