后摩爾時(shí)代，現(xiàn)有馮諾依曼計(jì)算系統(tǒng)采用存儲(chǔ)和運(yùn)算分離的架構(gòu)，存在“存儲(chǔ)墻”與“功耗墻”瓶頸，嚴(yán)重制約了系統(tǒng)算力和能效的提升。為了打破這種制約，提高芯片運(yùn)行的效率，神經(jīng)擬態(tài)、模擬/模數(shù)混合計(jì)算和感存算一體相互交叉的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

而九天睿芯是世界領(lǐng)先的將這幾個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)融合的很好并且開始商用化的公司，正為國(guó)內(nèi)后摩爾方向技術(shù)突破作出特色貢獻(xiàn)。

最近，芯八哥“走進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了九天睿芯聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官楊曉風(fēng)博士，探討在后摩爾時(shí)代下的背景下，九天睿芯當(dāng)前的發(fā)展情況及對(duì)感存算一體創(chuàng)新架構(gòu)演變的看法。

模擬和AI雙戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)，語(yǔ)音處理芯片ADA100已經(jīng)大規(guī)模量產(chǎn)

據(jù)了解，九天睿芯成立于2018年，致力于高性能模數(shù)混合感存算芯片的設(shè)計(jì)、銷售，是全球新型感存算一體架構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

“我們現(xiàn)在產(chǎn)品主要分了兩個(gè)大的方向，一個(gè)是高性能模擬，即我們的高速ADC的產(chǎn)品；另一個(gè)是AI方向，就是我們的感存算一體相關(guān)的產(chǎn)品。按照定義的不同，感存算其實(shí)又可以分為兩部分，一部分是感知，目前我們有自己的一些信號(hào)處理的技術(shù)。另一部分是存算，就是基于技術(shù)創(chuàng)新把存儲(chǔ)和運(yùn)算放在一起的一個(gè)存算一體的架構(gòu)?！?楊曉風(fēng)對(duì)芯八哥記者介紹道。

經(jīng)過(guò)持續(xù)多年的研發(fā)，九天睿芯AI方向已經(jīng)形成多個(gè)系列產(chǎn)品，其中又以ADA100語(yǔ)音處理芯片和ADA200視頻處理芯片為代表。據(jù)公司透露，ADA 100等效算力為1Gops，最低功耗為20uW，僅同性能數(shù)字芯片十分之一的功耗，三分之一的成本，目前該產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)出貨，廣泛應(yīng)用于可穿戴、AR/VR、AIoT設(shè)備等場(chǎng)景。

作為九天睿芯當(dāng)前階段的主打產(chǎn)品，ADA100除了功耗和成本的優(yōu)勢(shì)外，其芯片面積也比競(jìng)品更小，可以直接合封在麥克風(fēng)里面。 楊曉風(fēng)指出：“公司在麥克風(fēng)合封這一塊，已經(jīng)和歌爾股份、共達(dá)電聲等行業(yè)TOP客戶進(jìn)行了深度合作，預(yù)計(jì)今年會(huì)有百萬(wàn)級(jí)別的一個(gè)銷量，在供應(yīng)鏈問(wèn)題解決后，明年的銷量應(yīng)該可以達(dá)到千萬(wàn)級(jí)別。”

共達(dá)電聲攜手九天睿芯聯(lián)合發(fā)布智能麥克風(fēng)

資料來(lái)源：共達(dá)電聲

此外，九天睿芯首款視覺(jué)應(yīng)用的感存算一體新型架構(gòu)計(jì)算芯片ADA20X于2021年5月已經(jīng)流片成功，可同時(shí)支持基于幀的相機(jī)和事件相機(jī)的處理。據(jù)公司介紹，ADA200是一個(gè)4T的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理芯片，相比傳統(tǒng)數(shù)字芯片，ADA200具備更低功耗以及超高的能效比（20Tops/W），驗(yàn)證完之后，在明年中旬就會(huì)進(jìn)行出貨，主要應(yīng)用在IOT或者AR/VR等對(duì)功耗要求比較高的場(chǎng)景。

值得一提的是，除了AI芯片外，九天睿芯應(yīng)用于高精密儀器、車載激光雷達(dá)的高性能模擬芯片也即將量產(chǎn)?！拔覀兏咝阅苣?shù)轉(zhuǎn)換器ADC已經(jīng)完成了mbw驗(yàn)證，現(xiàn)已研發(fā)的兩顆芯片的精度和采樣速率達(dá)到了500MSps/3GSps，14bit，均在國(guó)內(nèi)處于研發(fā)領(lǐng)先期，即使和國(guó)外大廠的競(jìng)品相比，也基本上不落下風(fēng)?，F(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備向客戶送樣，預(yù)計(jì)明年年初就會(huì)開始批量出貨。” 楊曉風(fēng)說(shuō)道。

以“ASP+ADC+ADA”的形式實(shí)現(xiàn)架構(gòu)創(chuàng)新，立志做智能時(shí)代的感存算架構(gòu)芯片引領(lǐng)者

九天睿芯的神經(jīng)擬態(tài)感存算一體架構(gòu)作為集成電路后摩爾時(shí)代新型架構(gòu)之一，是基于類腦計(jì)算，通過(guò)模數(shù)混和的形式，以實(shí)現(xiàn)感存算一體的功能。

不過(guò)，九天睿芯設(shè)計(jì)的芯片從思路上與傳統(tǒng)方式有所不同，其采用的ASP（Analog Signal Processing）+ ADC + ADA（Analog Digital Acceleration）的架構(gòu)芯片將感、存、算集合為一體,通過(guò)直接在原始模擬信號(hào)中實(shí)時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)以及使用在內(nèi)存中做混合信號(hào)計(jì)算，來(lái)突破傳統(tǒng)信號(hào)采樣頻率的限制以及馮諾依曼架構(gòu)的 “內(nèi)存墻”瓶頸，從而根據(jù)應(yīng)用需求提高計(jì)算的面積效率、能量效率或者時(shí)間效率。

九天睿芯感存算一體架構(gòu)

資料來(lái)源：九天睿芯

“這個(gè)技術(shù)創(chuàng)新其實(shí)可以追溯到我們創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)在博士期間做的一些科研性項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)是做模擬預(yù)處理，就是說(shuō)傳統(tǒng)的信號(hào)鏈?zhǔn)前言紓鞲衅餍盘?hào)經(jīng)過(guò)ADC轉(zhuǎn)成一些數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行一些DSP的信號(hào)處理，最后再做一些NPU的那種算法推理?！?楊曉風(fēng)分析稱，“我們是把DSP和ADC都集成在我們的ASP上，通過(guò)我們的模擬預(yù)處理的技術(shù)，可以在節(jié)省功耗的同時(shí)讓面積也進(jìn)一步縮小。和傳統(tǒng)的數(shù)字芯片相比，其功耗和面積就會(huì)降至原來(lái)的1/3或者1/5的水平。”

這樣的架構(gòu)創(chuàng)新雖然看起來(lái)很有吸引力，但實(shí)際操作起來(lái)技術(shù)壁壘卻相當(dāng)高。

楊曉風(fēng)表示，要實(shí)現(xiàn)ASP+ ADC + ADA架構(gòu)其實(shí)工藝處理起來(lái)非常復(fù)雜，難度要比傳統(tǒng)架構(gòu)更高。因?yàn)樗且粋€(gè)數(shù)模混合的芯片，數(shù)?；旌蠒?huì)比傳統(tǒng)的數(shù)字芯片更難。因?yàn)槟阋刂屏悸省⒐に?、溫度、電壓變化的情況下，還能達(dá)到比較高的性能，需要具有模數(shù)混合電路、存內(nèi)計(jì)算、卷積計(jì)算等多領(lǐng)域的綜合性思維以及極具創(chuàng)新的研發(fā)團(tuán)隊(duì)才能有所突破。

值得強(qiáng)調(diào)的是，經(jīng)過(guò)九天睿芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)不懈的努力，基于該創(chuàng)新架構(gòu)的產(chǎn)品不但已經(jīng)落地，而且產(chǎn)品還打入了眾多頂級(jí)客戶的供應(yīng)鏈體系。公司還透露，通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新后，能夠讓設(shè)計(jì)出來(lái)的芯片產(chǎn)品不再嚴(yán)重依賴于傳統(tǒng)數(shù)字芯片對(duì)晶圓制程工藝節(jié)點(diǎn)的需求——即在相同的制造工藝下，公司的感存算一體芯片能夠在功耗、性能、體積等指標(biāo)上優(yōu)于同行競(jìng)品。

“孔雀人才”創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)，已獲億元產(chǎn)業(yè)和政府引導(dǎo)基金投資

眾所周知，集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，產(chǎn)品升級(jí)換代及技術(shù)迭代速度較快，持續(xù)的研發(fā)投入、技術(shù)升級(jí)及新產(chǎn)品開發(fā)是保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要手段。而要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和技術(shù)的不斷更新迭代，一個(gè)優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不可或缺。

談及研發(fā)團(tuán)隊(duì)，九天睿芯的陣容可謂是非常豪華。據(jù)了解，目前公司在深圳、上海、成都、瑞士合計(jì)團(tuán)隊(duì)人員近百人，成員均畢業(yè)于世界名校，如瑞士聯(lián)邦理工、新加坡南洋理工大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、澳門大學(xué)等。除了由7位青年科學(xué)家組成的深圳市孔雀人才團(tuán)隊(duì)外，其他核心成員也曾就職于TI、ADI、海思、IMEC、Qualcomm、意法、瑞昱等半導(dǎo)體知名企業(yè)，在芯片設(shè)計(jì)開發(fā)、計(jì)算架構(gòu)及深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域擁有10年以上的工作經(jīng)驗(yàn)。

九天睿芯研發(fā)團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)及工作背景

資料來(lái)源：九天睿芯

技術(shù)研發(fā)方面，目前公司的研發(fā)主要包括模擬、數(shù)字、驗(yàn)證、算法等幾個(gè)領(lǐng)域?！俺擞布?，軟件也有10個(gè)人左右的團(tuán)隊(duì)在做?！睏顣燥L(fēng)表示，“我們把一些參考算法給到客戶，這樣他們?cè)谑褂梦覀冃酒臅r(shí)候，就會(huì)更容易上手。”

在談及研發(fā)重點(diǎn)時(shí)，楊曉風(fēng)指出，未來(lái)公司的研發(fā)重點(diǎn)還是會(huì)在ADC和AI上。因?yàn)锳DC不一樣的精度、采樣速率、帶寬等指標(biāo)有很多，它其實(shí)可以延伸很多產(chǎn)品出來(lái)?，F(xiàn)在我們只是做了1-2款高速ADC產(chǎn)品，后面我們也會(huì)做一些中等采樣率、中等精度的ADC去覆蓋不同的產(chǎn)品，讓客戶有更多的選擇；然后AI這一塊，因?yàn)樗懔蛷?fù)雜度呈正相關(guān)，算力越高的產(chǎn)品，意味著它的復(fù)雜度將呈指數(shù)增長(zhǎng)，所以我們的主要的規(guī)劃是從小中算力再往大的算力上去做。

值得注意的是，半導(dǎo)體行業(yè)除了是技術(shù)密集型行業(yè)和人才密集型行業(yè)外，也是典型的資本密集型行業(yè)，燒起錢來(lái)也是毫不含糊。如果要研發(fā)更大算力的產(chǎn)品，對(duì)資金的需求也會(huì)相應(yīng)的水漲船高。

“現(xiàn)在其實(shí)整個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也是比較激烈，你要吸引人才，就得在待遇各方面都要有所提高，因此公司在人力成本的費(fèi)用一直以來(lái)都比較高。除了人力成本外，隨著半導(dǎo)體上游成本不斷向下游轉(zhuǎn)移，公司在采購(gòu)端的成本也越來(lái)越高。因?yàn)楝F(xiàn)在上游供應(yīng)商都在漲價(jià)，包括流片、代工、封裝等成本都在上漲，整個(gè)行業(yè)其實(shí)都是處于一個(gè)成本上升的一個(gè)狀態(tài)。在這樣的背景下，如果我們想要把過(guò)程走的快一點(diǎn)，那么就需要大量的資金作為支撐?！?楊曉風(fēng)說(shuō)道。

記者了解到，雖然九天睿芯成立較短，但是憑借著優(yōu)秀的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)和經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)的產(chǎn)品，已經(jīng)獲得了眾多行業(yè)內(nèi)有影響力的資金認(rèn)可。據(jù)公司介紹，此前公司就獲得了由韋豪創(chuàng)芯和浦東科創(chuàng)聯(lián)合領(lǐng)投，華義創(chuàng)投、磐纏投資以及上海物樞跟投的億元級(jí)A輪融資，主要用于新產(chǎn)品研發(fā)和人員擴(kuò)充方面。

楊曉風(fēng)指出：“我們現(xiàn)在的股東除了創(chuàng)始人劉洪杰博士外，主要是一些產(chǎn)業(yè)資本和政府引導(dǎo)基金。比如產(chǎn)業(yè)資本有摩爾半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資基金、韋爾股份等；政府引導(dǎo)基金主要有深圳政府引導(dǎo)基金、義烏金控、浦東科創(chuàng)等，此外還有陸奇博士奇績(jī)創(chuàng)壇創(chuàng)業(yè)營(yíng)數(shù)百萬(wàn)Pre-A輪投資。在上一輪融資后，目前我們也緊接著在做下一輪的融資，為公司明年大規(guī)模上量做準(zhǔn)備?！?/span>

在談及未來(lái)的展望時(shí)，楊曉風(fēng)表示，公司未來(lái)主要還是針對(duì)高性能模擬產(chǎn)品ADC和AI兩大業(yè)務(wù)去拓展，ADC主要是覆蓋更多的應(yīng)用場(chǎng)景，而AI方面會(huì)支持更多傳感器，然后圍繞著算力和能效比繼續(xù)去優(yōu)化，通過(guò)技術(shù)和工藝的更新往應(yīng)用場(chǎng)景還有客戶需求去不斷迭代我們的產(chǎn)品。

“公司未來(lái)的愿景是成為智能時(shí)代的ADI，因?yàn)锳DI所擅長(zhǎng)的就是模數(shù)混合信號(hào)芯片，而九天睿芯的混合信號(hào)感存算一體芯片是這些傳統(tǒng)混合信號(hào)芯片的延伸?！?nbsp;楊曉風(fēng)補(bǔ)充最后說(shuō)道。