集成电路创新为智能计算提供崭新技术物理形态的芯底座

在近日举行的“第十六届CCF全过高性能计算学术年会”上，中国工程院院士、通信与信息系统、计算机与网络技术、网络空间安全技术专家邬江兴发表了题为《SDSOW赋能新一代信息基础设施》的演讲。

在演讲中，他指出，“如今集成电路创新遇到了天花板，在一维空间上，也就是晶体管密度空间上，已经接近量子极限。在二维空间上，也就是芯片尺寸上，受到良率的限制。在封装三维技术上，又受到了散热的限制。”

如何自足我国国情扬长避短，谋求与美国同位乃至错位竞争。业界需要思考就是，如何探索新结构、新计算、新互联、新工艺，同时充分兼顾国内一流生产产线的工艺，加工、封装、测试、工具，在工艺与体系的协同迭代创新上下功夫。

“基于此，我们提出了软件定义晶上系统——SDSoW，这个系统实现了扩维和增维。扩维可实现性能和效能增益。增维可实现性能和密度增益。”邬江兴表示。

据介绍，软件定义晶上系统SDSoW理念的构成分为两部分：结构创新和工艺创新。结构创新主要是软件定义体系结构与软硬件协同处理。采用分离设计，设计、工艺和应用得以协同迭代。工艺创新主要采用了超高密度硅互联拼装，从基于Chip的PCB集成到基于Dielet的TCB拼装。这是具有中国定义元素的晶上系统（SDP+SDI+SOW）。

“SDSoW还能带来多重效益，加速生态系统、赋能多个领域、降低创新门槛、二次创新底座。” 邬江兴称。

除此之外，SDSoW还能催出新经济性衡量指标和商业模式。现在靠卖物化的芯片获得利润，以芯片设计/流片的费用对比芯片的预期销售规模作为经济性衡量指标。未来可以靠卖云化的服务获得利润，以芯片设计／流片的费用对比芯片的预期服务次数作为经济性衡量指标。最终探索出一条“新赛场、新赛道”实现一流系统的集成电路发展新道路。

邬江兴认为，集成电路创新不得不结合国内的大的现状，以及当前的国际形势。

SDSoW对破解“卡脖子”难题和“换道超车”引领发展具有双重战略意义。基于国内二／三流工艺和工具等仍有望实现一流功能／性能／效能的信息系统。基于国际最先进工艺和工具等研制出超一流功能／性能／效能的信息系统。

他指出，SDSoW是刷新现有信息装备和信息基础设施技术的物理形态，可以称得上是“智能芯物种”。它改变了先有“堆砌式”工程技术路线和应用模式，为智能计算提供崭新技术物理形态的芯底座。

据Garter预测，到2023年，计算产业的规模将超过2万亿美元。邬江兴表示，这2万亿美元产业不是延用传统架构的计算产业，而是突破能效墙、散热墙、优化墙、内存墙、高速IO墙的基于系统架构、晶圆拼装工艺创新的增量市场。

邬江兴坦言，如何立足我国作为微电子后进国家的基本国情，抢抓集成电路技术和产业重大变革的战略机遇期，借助换道超车式的体系和工艺协同创新实现战略突围，成为中国科技领域最迫切的时代课题，不仅关乎当下中美对抗的战略走向，甚至关系到中国崛起战略目标的最终实现。

在演讲最后，提到如今如火如荼的“新基建”时，邬江兴表示，新基建的根本目的是倒逼技术进步和产业升级，他强调：“新瓶里必须装新酒”。
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