开拓摩尔定律新维度，提出智能摩尔之路

“1999—2019‘星光中国芯工程’创新成果与展望报告会”（以下简称“报告会”）近日在人民大会堂举行。中国工程院院士、第十三届全国政协委员、“星光中国芯工程”总指挥邓中翰告诉《中国经营报》记者，未来十年，“星光中国芯工程”计划投资100亿元用于芯片技术研发、标准的研究制定、系统应用开发以及大规模产业化，并将大力发展基于XPS数字像素的智能传感技术、XPU多核异构智能处理器芯片技术，协同研究小样本机器学习技术、深空探测感知系统技术、基于视觉关注的多模信息实时处理技术等八大关键核心技术，以更好地服务于国家战略需求。

“星光中国芯工程”是1999年由“两弹一星”元勋、全国人大常委会副委员长周光召院士倡导，在工信部（原信息产业部）、财政部、北京市政府直接领导下，在国家电子信息产业发展基金投资支持下，由应邀回国的邓中翰、杨晓东等一批留美博士启动并承担的一项半导体工程。

这项工程主要致力于数字多媒体芯片的研发、设计及产业化工作。过去二十年，“星光中国芯工程”建立以70多位留学归国人员为主题的核心技术团队，吸引2000多位国内外优秀人才，已经攻克了可重构处理器架构技术、深亚微米超大规模芯片设计技术等15项核心技术，并形成了数字多媒体、应用处理器、智能安防、传感网物联网、人工智能五大芯片技术体系，并实现了相关技术和产品的产业化和商业化。

邓中翰对记者表示：“展望未来，‘星光中国芯工程’将进一步做大做强，在国际市场上大幅度提高‘中国芯’的地位，助力我国电子信息产业向前发展。”

“报告会”结束后，邓中翰在接受《中国经营报》记者采访时，谈及对XPU多核异构智能处理器芯片技术等未来研发重点的想法。

《中国经营报》：近年来在半导体行业，大家都在谈论摩尔定律是否失效的问题，我听说你们还因此提出了“智能摩尔定律”，你的看法是什么？

邓中翰：半导体技术发展到今天，半导体器件的沟道长度逼近到原子直径量级，我们看到了通过缩小三极管尺寸来推进的传统摩尔定律逐渐走向极限，在物理层面和信号层面受制约的情况下，我们提出了在信息处理层面进行拓展的“智能摩尔之路”。我们开创性地提出了当代智能摩尔之路，并结合智能摩尔之路的技术路线，率先提出了XPU，也叫多核异构智能处理器的架构和发展路径，并且已经在未来智能产业里面开始推广。

《中国经营报》：我们应该如何理解多核异构智能处理器芯片技术和智能摩尔之路？

邓中翰：大家都知道“摩尔定律”，现在已经到了7纳米量产，5纳米还在准备，还没有调通。大家认为，未来3纳米是可行的。国外讲“more moore”，就是延展摩尔、扩展摩尔的意思，沿着摩尔的道路继续发展3纳米、2纳米、1纳米。大家都认为，应该也能看到1纳米的。1纳米相当于3层原子，到时候很多电子信号、电子的波函数，都不一定能约束在1纳米里面，0和1将越来越模糊，电子隧道效应产生的漏电流会越来越大。从这个角度来看，“摩尔定律”不管走到哪一代，必将走向终结，这是基本的物理规律。

大约在20世纪90年代的末期，国外又有一种理论，叫做“more than moore”，大致是超越摩尔的意思，通过集成堆叠封装3D技术等，把更多的功能集成到同一个芯片上或者同一个封装里，包括把存储和计算合在一起，也包括把天线、传感器集成在一起，这就是“more than moore”。我们现在用的Flash，也是多层存储，往纵向发展。

“more than moore”是第二个维度，在物理层面和信号层面，能想到的办法只能是集成，把各种模块集成到一块儿。我们从2016年开始提出来“智能摩尔定律”，核心就是跳出二维，走向三维，我们从信息层面入手，研究人眼关注东西的特征。你想想看，我们在道路上录像的时候，可能并不想看道路两旁树叶怎么动，但现在的计算方法在这方面耗费了很多计算和存储资源，其实我们真正关心的可能是人和车这些移动的目标。而人眼的视觉关注机制就不一样，人眼只看人关注的东西，不关注的东西就不怎么看。从现在的神经和人脑研究来看，这个关注机制在人脑里面是分层分区的。也就是说，在信息层面，人对信息有关注机制，也有遗忘机制，还有分区机制，人脑里有的地方管语言，有的地方管视觉，有的地方管行为等等。

我们今天看起来处理器好像什么都管，都在处理器计算，其实也就说明了处理器一会儿算图像，一会儿算声音，一会儿算文字，算什么都用同一个指令集，这样处理效率很低。我们讲“智能摩尔定律”，就是要借鉴人脑的机制，来分层分区地去关注各种东西，从而形成更加智能的计算。也就是在信息层面，对需要关注的信息，对有用的信息进行更高效率的计算。

为了实现“智能摩尔定律”，要做很多技术，比如现在提出来的数字像素传感技术，也叫DPS技术，和多核异构XPU技术一起，这两个技术结合起来，就能很好地学习人脑的处理方式。在未来，我们将攻克多核异构XPU的架构技术，这个架构将用来支撑“智能摩尔之路”的发展。