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未名·芯论坛|11月16日 第三十八期顺利举办

11月16日上午10时,由北京大学集成电路学院、集成电路高精尖创新中心、北京大学国家集成电路产教融合创新平台、集成电路科学与未来技术北京实验室、后摩尔时代微纳电子学科创新引智基地、北京大学校友会半导体分会联合主办的“未名·芯”论坛系列讲座第三十八期在线上线下成功举办。本期邀请到清华大学电子工程系副研究员乔飞为大家带来主题为“‘感算共融’架构和芯片:突破智能感知集成系统能效瓶颈”的报告。讲座由集成电路学院助理教授唐克超主持,线上线下共计100余人参加。

在报告中,乔飞首先基于“凡是接口,皆为瓶颈”的智能感知集成系统设计的核心原理,介绍了通过感内或者近感计算实现感算共融的探索历程。乔飞着重讲解了近传感计算技术,聚焦数据转化接口的问题,通过将传感器的模拟信号直接和和处理电路相连,可以直接在模拟域进行计算,降低了功耗代价,在保持较高准确率的同时大大提高了能效。

随后,乔飞介绍了突破数据转化瓶颈和访存瓶颈的尝试后对于传感内计算技术的探索,进一步通过直接光电流计算,降低系统内部信息处理传输和转换的代价,实现了传感和计算的完全融合,适合应用在穿戴式感知的应用场景。机器触觉是继机器视觉和机器听觉之后的热点研究和应用方向,而近零功耗和无源智能感知技术,是借用感知源本身的能量来驱动感知信息的处理,当算力与能耗比降低到极致将会解锁新的应用范式。乔飞介绍了基于这一想法设计实现的运动检测传感器。

最后,在已有成果的基础上,乔飞介绍了一项突破算力和能效束缚的尝试,即全模拟光电融合芯片技术。该技术通过光电计算结合自适应训练的优化方法,实现了极高的处理速度与超低的功耗,突破了大规模计算单元集成、高效非线性、高速光电接口这三个国际难题。

在报告的结尾,乔飞在思考和展望中提到,感算共融器件将能效推向极致的边缘,一方面在超低功耗集成智能感知电路和系统方面持续推进,另一方面应该与系统应用、智能算法、器件和材料扩大合作,这需要学术界和产业界融合促进,顺势而为,共同发展,做有用的研究。

提问环节,参会者踊跃发言,大家就“软硬件结合提高模拟计算的容错能力”、“标准逻辑工艺应用于传感的挑战“、”感内计算和近感计算各自的优势和应用场景“等问题进行提问,乔飞进行逐一解答。


个人简介:

乔飞,博士,清华大学电子工程系副研究员,博士生导师。乔飞在智能感知集成电路架构和芯片设计,以及智能感知技术应用领域的国际会议、期刊发表学术论文160余篇(如ISSCC,DAC,ICCAD,ISLPED,IROS,ICRA等和Nature,ASI,TCAS-I,TCAS-II,TVLSI,TC,TED,TCAD等);并累计申请和授权发明专利 70 余项;2019年获第二十三届全国发明展览会发明创业奖(金奖);2022年获ASP-DAC 2022集成电路设计比赛特别奖,ISLPED 2022会议最佳论文(Best Paper),DAC 2022会议宣传推荐论文(Publicity Paper);2023年获得教育部科技进步一等奖,中国通信学会科技进步一等奖。乔飞是低功耗感知集成电路创新企业“每刻深思”的联合创始人。