意法半导体全方位战略布局,推动中国智能产业升级

在全球半导体行业中,意法半导体(STMicroelectronics)以其广泛的产品线和深厚的技术积累而闻名。尽管微控制器(MCU)并非其传统优势领域,但如今,意法半导体在MCU市场已然成为不可忽视的力量。近年来,随着物联网、智能工业和汽车电子等领域的迅猛发展,对微控制器的需求也在不断升级。意法半导体凭借其敏锐的市场洞察力和强大的研发实力,不仅在产品上不断创新,更在战略布局上展现出卓越的前瞻性,为各行各业的数字化转型提供了强有力的支持。

本地化战略:深耕中国市场,实现全面本地化

意法半导体在中国市场的战略布局尤为值得关注。意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF)物联网/人工智能技术创新中心及数字营销副总裁朱利安(Arnaud JULIENNE)强调,意法半导体致力于在中国实现从设计到制造的全面本地化。

经过40年的深耕运作,意法半导体已经构建了一套完整且成熟的本地化战略,即“中国设计-中国创新-中国制造”。这一战略涵盖了从研发设计到生产制造的全过程,充分体现了意法半导体对中国市场的重视和长期投入。

在中国,意法半导体组建了一支拥有核心专业知识的本地设计团队。他们凭借对中国市场的深刻理解,能够精准把握客户需求,设计出更加贴合中国市场需求的产品。例如,团队成功开发了汽车级MCU和VIPower产品,这些产品凭借其卓越的性能和适配性,赢得了市场的广泛认可。此外,意法半导体还在中国建立了7个技术创新中心,分别专注于电源与能源、电机控制、自动化、新能源汽车、人工智能、物联网和智能手机等领域。这些创新中心不仅汇聚了顶尖的技术人才,还通过与高校、科研机构的紧密合作,推动了相关技术的快速发展。同时,1个封测创新中心的建立,进一步完善了意法半导体在中国的产业链布局,确保了产品的高质量交付。

这一战略不仅体现在研发和创新层面,还涵盖了制造环节。意法半导体在中国建立了先进的制造工厂和封测基地,确保了产品的本地化生产。更重要的是,意法半导体还积极与本土合作伙伴开展深度合作。例如,通过与华虹半导体的紧密合作,意法半导体成功实现了40纳米eNVM工艺的本地化生产。这一成果不仅是技术上的重大突破,更是对供应链安全的重要保障,标志着意法半导体在中国的本地化战略迈入了新的阶段。

朱利安指出,意法半导体的本地化战略不仅仅是生产制造的本地化,更是技术、人才和市场的全面本地化。通过在中国建立创新中心和技术支持团队,意法半导体能够更好地理解中国客户的需求,提供定制化的解决方案。这种“在中国,为中国”的战略不仅增强了意法半导体在中国市场的竞争力,也为全球客户提供了更加灵活的供应链选择。

在本地化战略的推动下,意法半导体不仅在生产制造上取得了显著进展,还在汽车和边缘AI等关键领域展开了深入布局。这些细分领域的战略布局,进一步巩固了意法半导体在全球市场的领先地位。

汽车战略:推动汽车电动化与软件定义汽车的融合

在汽车领域,意法半导体的战略布局同样具有深远意义。随着汽车电动化和软件定义汽车(SDV)的趋势日益明显,意法半导体推出了Stellar产品家族,旨在满足汽车行业对高性能、高安全性和高可靠性的需求。Stellar产品家族不仅采用了先进的28纳米FD-SOI技术和嵌入式非易失性存储器(eNVM),还通过多核架构和实时虚拟化技术,实现了功能的高度集成和优化。

意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF)汽车微控制器产品营销高级经理黄延球(Yanqiu HUANG)表示,Stellar产品家族的推出是意法半导体在汽车领域战略布局的重要一步。通过与全球领先的汽车制造商和一级供应商合作,意法半导体不仅能够提供高性能的汽车微控制器,还能够为客户提供完整的生态系统支持,包括开发工具、软件库和安全认证。

黄延球进一步指出,意法半导体的汽车战略不仅仅是产品的推出,更是对汽车行业的深刻理解和前瞻性布局。通过将工业领域的边缘AI技术和安全性优势引入汽车领域,意法半导体正在推动汽车与工业技术的深度融合,为未来的智能汽车发展奠定坚实基础。

边缘AI战略:以技术创新推动行业融合

在边缘AI领域,意法半导体的战略布局展现出强大的前瞻性。尽管意法半导体并非以微控制器(MCU)起家,但如今,当我们提到这家欧洲巨头时,其MCU产品,尤其是STM32系列,已成为不可忽视的亮点。

随着物联网设备的智能化需求不断增加,意法半导体敏锐地捕捉到市场趋势,推出了STM32N6系列微控制器。这是首款搭载ST Neural-ART加速器的微控制器,能够高效处理各种机器学习任务。STM32N6系列不仅在硬件上进行了深度优化,还通过STM32Cube.AI等软件工具,为开发者提供了完整的开发环境,从而实现了硬件与软件的完美协同,进一步巩固了其在边缘AI领域的领先地位。

意法半导体中国区微控制器、数字 IC 与射频产品部(MDRF)微控制器产品市场经理丁晓磊(Lisa DING)表示,STM32N6系列的推出是意法半导体在边缘AI领域战略布局的重要成果。通过将AI技术与微控制器的深度结合,意法半导体不仅降低了边缘AI的开发门槛,还为开发者提供了广泛地开发选择和灵活的开发环境。

丁晓磊强调,意法半导体的边缘AI战略不仅仅是产品的推出,更是对行业趋势的深刻理解和前瞻性布局。通过将AI技术引入工业和汽车领域,意法半导体正在推动这两个领域的深度融合,为未来的智能工业和智能汽车发展提供更加高效、可靠和安全的解决方案。

意法半导体凭借其在微控制器领域的不断创新和突破,为各行各业的数字化转型提供了强有力的支持。通过深耕中国市场,实现全面本地化;推动汽车电动化与软件定义汽车的融合;以及将边缘AI技术引入工业和汽车领域,意法半导体的战略布局不仅展现了其强大的技术实力,更体现了其对行业趋势的深刻理解和前瞻性思维。未来,随着技术的不断发展和市场需求的不断变化,意法半导体将继续以其强大的技术实力和创新精神,引领微控制器领域的发展潮流,为全球客户创造更大的价值。

海尔卡奥斯:领航“灯塔工厂”进阶路

近日,随着全球灯塔网络再迎17家新成员,全球灯塔总数达到189家,其中79家位于中国。站在历史与未来交汇的新起点上,中国制造业正在整体“向绿向新”迈进,新质生产力不断释放,“灯塔工厂”的覆盖行业和智造水平也在不断进阶。

其中,作为行业打造灯塔最多、覆盖领域最广的企业之一,海尔卡奥斯不仅首创大规模定制的全新智造模式,还通过探索绿色科技和AI应用打造出多个行业的新纪录,以不断迭代的“灯塔方案”,打造出12座引领时代的“灯塔”,为千行百业数字化转型领航。

踏准时代节拍,保持行业领先身位

从2018年赋能海尔中央空调互联工厂成为全球首批、中国首座灯塔工厂以来,海尔卡奥斯持续科技创新与应用探索,在制造模式、数字化技术、可持续发展等多个维度始终领先行业“一个身位”, 不仅助力海尔成为中国拥有灯塔工厂最多的企业,更在多个细分行业创造了全球首座“灯塔”的纪录。

2020年,基于数字孪生技术,平台助力海尔沈阳冰箱互联工厂打造虚实融合的智能平台,成为冰箱行业首座“灯塔”;2022年,基于AI、5G边缘计算的创新应用,平台助力海尔郑州热水器互联工厂实现关键设备100%互联,成为全球热水器行业首座端到端“灯塔”;2023年初,通过能源数字化管理,平台打造出中国本土企业首家“可持续灯塔工厂”——海尔天津洗衣机互联工厂,为制造业绿色转型打造新标杆;2023年末,基于在5.5G、先进算法和轻量化数字孪生技术的创新探索,海尔青岛洗衣机互联工厂成为全球首个5.5G应用示范的灯塔工厂……

做智造“灯塔”,更是做时代“灯塔”。 在全球AI应用加速的时代背景下,1月6日,依托卡奥斯COSMOPlat工业互联网平台,海尔合肥冰箱互联工厂成为全球首个且唯一荣获ROI-EFESO工业4.0奖“AI创新领航”奖的企业。此前,海尔卡奥斯已四次获得这一智造领域的“诺贝尔奖”认可,展现出平台强大的智能制造创新能力与领先地位。

从发泡、注塑工艺参数的精准调整,到复杂设备故障的智能诊断与答疑,平台助力海尔合肥冰箱互联工厂实现了对AI的深度创新和应用。例如,针对注塑工艺调优依赖人工经验、调参效率低等问题,工厂依托卡奥斯天智工业大模型创新打造注塑换型云调优平台,将原先只存在于工艺员大脑中的调试方法沉淀为智能算法,实现对85台注塑机换型工艺参数的一键部署和调控,设备综合效率(OEE)提升30%。

沉淀灯塔方案,打造行业最佳实践

追寻“灯塔”之光,我们看到了智能与绿色的制造新未来。而在打造灯塔最佳实践的同时,平台还实现了灯塔能力的沉淀与转化,打造出行业领先的灯塔工厂“1+7”立体服务体系,覆盖智造成熟度评估、数字化咨询规划、灯塔工厂建设、工业软件创新、可持续发展转型等解决方案,可结合AI、工业大模型等技术成果,助力企业降本增效和数字转型。

针对链主企业,平台将通过数智化咨询、集团级工业互联网平台、工业数据平台等解决方案,助力链主“事先算赢”,打造可复制的“灯塔工厂” 。另一方面,平台也将为中小企业提供低成本、易部署的小快轻准解决方案,针对企业核心的场景化需求,通过规模化服务,降低中小企业转型的技术门槛和资源成本,克服“不愿转、不会转、不敢转”的问题。

例如,在能源化工行业,平台携手延长石油共建延长云享工业互联网平台,为集团内部数据打造出“数字底座”,成为行业首个综合能源工业互联网赋能平台;在航空物流领域,平台为东航提供了覆盖仓储管理、设备健康管理、数字孪生等技术的工艺设备系统,共建航空业首个无人操作智慧物流货站,助力东航货运的数字化管理和效率提升;在新能源产业链,平台赋能顺科智连完成从设备、车间、工厂及集团管理的多级数字化建设,助力企业直接成本效益提升20%,2024年全公司销售额增长50%……

未来,卡奥斯COSMOPlat也将持续推动工业智能落地应用,为制造业数字化、绿色化转型打造更多解决方案与实践范本,与千行百业共享“灯塔”新价值。

构网技术新趋势:因网制宜,守护电网安全稳定

近日,由国网西藏电力公司清洁能源创新发展中心主办的“西藏构网高质量发展研讨会”上,来自电力企业、科研院所及行业专家等,通过深度探讨西藏构网技术应用及创新,推动新型电力系统高质量发展。阳光电源作为产学研代表,在会上率先提出“因网制宜”理念,以守护电网的安全稳定。

构网技术,助力西藏新型电力系统发展

西藏正在成为全球构网技术应用高地。2024年,西藏规划建设构网型储能容量60.8万千瓦/252.2万千瓦时,建设投产构网型SVG15万千瓦,形成全国首个大规模构网型技术应用示范。这些技术通过调节电网电压、频率、功角等,有效缓解了高比例可再生能源和电力电子设备接入后,对电网的供电安全和稳定性影响。

阳光电源光储集团首席专家潘年安表示,“构网型储能技术的本质是同步电压源的构建,可以在提升新能源消纳的同时,应对传统发电机组占比减少带来的风险。”以2024年阳光电源与华电、华能等央企发电企业一起联合打造的多个西藏保供项目为例,构网型储能系统以微秒级的响应速度和卓越的稳定性,减少设备故障和脱网可能性,缓解藏中地区冬春季节电力短缺难题。

因网制宜,守护电网安全稳定

“但不同新能源渗透率、不同应用场景的电网对构网技术的需求有差别。”潘年安提到。如西藏地域广阔,电源结构单一,电网呈现长链式弱互联结构,构网型技术的应用场景很广泛,包含大规模新能源稳定送出、特高压电网支撑、负荷中心电压支撑、末端薄弱电网保供电、微电网和孤电网独立运行等,这些场景的电网阻尼、惯量以及宽频振荡的程度不同,主要问题耦合度不同,对构网技术的要求也不同。

因此,阳光电源首提“因网制宜”理念,提出要深入了解不同应用场景的不同网况,定制化地提供构网技术解决方案,并依托先进的PCS构网算法、直流侧电池系统的高效稳定管理与系统级的策略控制,保障构网技术更可靠应用,守护电网安全稳定。

阳光电源解决方案:系统级融合创新

“因网制宜,需要构网技术创新”,潘年安提到,“阳光电源以‘增量式动态’虚拟阻抗技术解决电网暂态过程中的功角稳定问题,‘柔性’惯量技术提升系统频率稳定,‘多段式宽频振荡抑制’化解新能源宽频振荡风险,‘微秒级’电压构建解决电压支撑能力不足问题……并以百MW级实时仿真能力,模拟各类应用场景下电网的运行情况,通过多种技术的灵活控制,更精准、平滑地解决问题。”

基于近20年的储能构网实践经验,阳光电源还发现:除了构网型PCS,构网技术的应用还需要从整个系统层面考虑,特别是直流侧管理和系统间的协同控制。也就是说,在构网领域,深度融合电力电子、电化学和电网支撑技术非常重要。“比如,构网型储能会面临更频繁地浅充浅放的情况,这会影响SOC的准确性,给电池的安全和寿命带来风险。阳光电源构网型储能系统通过精准的SOC管理策略、全液冷AI仿生热管理技术帮助提升电池、功率器件的使用寿命,保障构网型储能长期稳定和高效应用。”阳光电源光储集团副总裁徐清清解释到。

加快标准制定,推动构网高质量发展

截至目前,阳光电源全球构网型项目容量已超过12GWh+,包括全国首个VSG多能互补构网型西藏措勤项目、全国首个高海拔离网型构网储能西藏双湖项目、全球最大风光储氢多能互补构网型沙特NEOM项目等。从2006年开始储能构网技术探索,阳光电源始终与电力行业同仁们一起,推动电网技术高质量发展。

而进一步推动构网高质量发展,离不开相关技术标准的支撑。阳光电源光储集团蔡壮博士表示,“产学研领域以阳光电源为例,目前已参与了包括国标《电化学储能构网型变流器技术规范》、《构网型变流器通用技术规范》在内的多个构网型风、光、储标准制定。未来,希望能更多进行交流与合作,共同为西藏乃至全国的构网技术标准提供支持,助力全国乃至世界新型能源体系的升级发展。”

N型ABC光伏组件:如何以黑色极简美学设计点亮现代建筑

随着全球对可再生能源需求的增长,光伏产业迎来了前所未有的发展机遇,越来越多的企业开始布局光伏。在此驱动下,光伏组件的设计不仅要追求高效的能量转换,更需要满足建筑美学的要求,以促进零碳未来的同时提升人们的生活品质。为什么N型ABC光伏组件可以成为极具美学吸引力的光伏产品?又是什么在支持它融入建筑散发美学魅力的?

传统光伏板由于其明显的金属栅线和不规则的颜色分布,往往难以融入建筑物的整体设计,在初期人们可能并没有意识到类似的问题。然而,随着环保意识的增强和建筑设计理念的进步,市场对于能够完美融合于建筑外观的光伏组件的需求也日益增加。面对这一挑战,N型ABC光伏组件以其外观设计,成为解决这一问题的方案之一。其实,这主要归功于其采用的BC背接触技术所带来的正面无栅线优势。这种技术不仅革新了传统光伏电池的外观,还显著提升了其性能和适应性,使其成为建筑一体化光伏解决方案的理想选择。

正面无栅线的天然优势

传统的光伏电池表面通常会有金属栅线用于收集电流,这些栅线会遮挡3%至5%的受光面积,影响发电效率的同时也破坏了组件的美观度。而N型ABC组件通过将所有电极移至电池背面的技术,实现了正面完全无栅线的设计。这意味着整个正面可以作为有效的受光区域,最大化了光线吸收,从而提高了能量转换效率,并且消除了视觉上的干扰,让组件看起来更加简洁美观。

更大的受光面积与深邃的颜色表现

由于去除了正面的金属栅线,N型ABC组件能够提供更大的受光面积。加之对膜厚和折射率的精确控制,使得电池表面的光学特性得到了优化。这不仅将效率损失降到最低,也让电池的颜色显得更加深邃且均匀,这种一致的黑色调不仅增强了组件的整体美感。

完美适配全场景建筑风格

N型ABC组件凭借浑然一体的黑色构造,打破了传统光伏组件在美学应用上的局限性。它不再仅仅是一个发电装置,更成为了一种装饰元素,融入到各种类型的建筑物中。从都市高楼大厦到乡村住宅,它的兼容性和灵活性确保了组件可以在不牺牲美观的前提下,为建筑物增添一份独特的科技感。

性能增强,场景增多,光伏美学得以吸引更多用户

N型ABC组件在外观上进行了革新,在性能方面同样实现了显著提升。爱旭通过运用无银金属化涂布技术和一字型焊接工艺,为这款组件大幅提高了抗隐裂性,增强了其结构稳定性,同时解决了银浆稀缺的问题,降低了成本,吸引了更多用户的关注。

针对光伏发电系统中常见的阴影遮挡问题,爱旭还对N型ABC组件进行了特别优化,确保即便在部分区域受到阴影影响时仍能保持高效的发电能力。这对于那些无法避免阴影覆盖的安装环境来说尤为重要,比如屋顶或复杂地形上的光伏项目。这些技术的应用不仅保证了组件的长期可靠性,还增加了它的使用场景,使光伏组件的美学设计被更多人看到。

光伏组件不仅仅是为了发电而存在,更是为了改善人们的生活质量。N型ABC组件证明了光伏组件完全可以为用户提供一个兼具美观与效能的选择,真正做到将光伏美学发挥到极致。通过持续的技术研发和产品迭代,光伏行业将继续致力于提供更高效、更美观的解决方案,满足不同客户群体的需求。我们期待,可靠的产品性能使光伏组件美学得以充分发挥,为更多人带来超越期待的价值体验。

聚焦人工智能基础设施三要素,北电数智以全栈能力助推行业发展

AI的迅猛发展催生智能算力需求,智算中心基础设施及软硬件国产化需求也随之增长。有数据显示,2023年我国信创产业规模已达到20961.9亿元,2027年有望达到37011.3亿元。

在芯片层面,国产GPU厂商有20多家,这些厂商推出了不同代际、不同用途的AI芯片产品,软硬件之间不适配、不兼容问题有待优化;模型层“百模大战”不可开交,基础模型厂商在预训练模型和推理模型上持续发力,中间工具层和AI应用层玩家层出不穷;数据层也面临着中文开源数据的数据量不足的问题,且公共数据要素和行业数据要素分散在数据烟囱中,制约着AI大模型的发展。整个信创产业在某种程度上仍被服务器芯片、基础设施国产化和IT生态构建等问题“卡脖子”。北电数智认为:“做好人工智能的基础设施建设,不仅要完成算力层的建设,还需要在算法、数据服务上做布局。”

北京电子数智科技有限责任公司(以下简称“北电数智”),是北京电控旗下一家专注于原创性、颠覆性、引领性科技创新的人工智能科技企业。企业自2023年8月1日成立伊始,便以全栈AI能力布局算力、模型与数据领域,现有五大产品矩阵,包括推动国产芯片从可用到好用的“前进•AI异构计算平台”,提供模型适配与算力加速的高质量AI工具链“宝塔模型适配平台”,推动数据安全共享、可信流通的“红湖·可信数据空间”,服务国计民生的垂类模型矩阵,以及包含智算中心建设与运营、加速人工智能落地的AI工厂“星火•智算”。不仅如此,北电数智还持续承接北京市重点项目,如北京数字经济算力中心、先进计算迭代验证平台等,并入选北京市集成电路产业重点支持企业、工信部重点支持企业;先进计算迭代验证平台也经过批复列入北京60个核心重点项目。

多种国产算力混元,探索高效灵活且更具性价比的解决方案

近年来,虽然国产高性能GPU芯片发展迅速,多家公司的GPU产品已问世并落地,但产品在整体性能与国际芯片产品相比仍有明显差距,单一国产企业难以与国际企业长年积累的品牌效应和技术研发实力抗衡,智算集群建设势在必行。智算集群的算力并非单纯GPU算力整合,而是集成不同功能、特点的芯片进行统一调度,整合不同芯片的性能,探索更高效、灵活、且性价比更高的解决方案。北电数智前进·AI异构计算平台可将不同功能、特点的芯片进行集成并统一调度,再根据不同国产算力的产品性能,将计算任务分布到不同的GPU上,让特长芯片发挥细分性能优势,提升模型训练的整体效率。

在前进·AI异构计算平台的支持下,用户无需了解底层硬件细节,只需关注自己需要完成的任务;且算力收费以吞吐量计费,信创客户也可以享受到底层无感、价格优惠的国产算力。

以AI工具链打破“烟囱难题”,自由切换不同模型

从等级来看,模型分为通用基础模型、行业基础模型和场景模型,且不同等级的模型各有所长。目前,企业更加注重多样化选择,模型需要快速切换并根据需要部署到不同的应用程序中。这决定了具备高灵活性、能适配不同模型的AI产品,将影响并引领人工智能技术、产品和生态的新走向。 北电数智宝塔·模型适配平台能向上适配各类软件,兼容各大主流开发框架,降低企业和开发者使用门槛。得益于宝塔·模型适配平台,开发者既可以选择主流的基础大模型,也可以采用开源模型,从而打破算法层面的“烟囱难题”。

构建互联互通信息场域,让数据要素充分流通共享

现如今,我国正面临着高质量数据集获得难的挑战。相较于美国,我国的数据开源和市场流通较差,数据要素的挖掘和治理能力落后,优质的中文数据集依然稀缺,大量非结构化数据无法被算法模型训练所使用。为此,北电数智运用隐私计算、模型分层计算、数字沙箱、区块链存证等前沿技术和多层次解决方案,搭建了“红湖·可信数据空间”。红湖·可信数据空间能够实现数据要素的可信、可控、可用、可审计,有效应对数据安全与隐私保护、数据开放受限等合规性风险和技术挑战,实现对数据要素的可信开发利用。

针对当前算力、算法、数据三个层面的“烟囱难题”,北电数智均提出了行之有效的解决方案,这背后是前瞻性的战略眼光与深厚的技术积累。作为推动我国AI产业高质量发展的重要力量,未来北电数智也将继续秉承“建设数字中国”的使命,致力于以面向未来的AI计算基础设施和AI生产力引擎,推动下一代工业革命在中国加速到来,打造国企新质生产力典范。

芯耀辉:从传统IP到IP2.0,AI时代国产IP机遇与挑战齐飞

2024年,集成电路行业在变革与机遇中持续发展。面对全球经济的新常态、技术创新的加速以及市场需求的不断变化,集成电路企业如何在新的一年里保持竞争力并实现可持续发展?集成电路行业的IP领军企业芯耀辉科技有限公司(以下简称:芯耀辉)分享过去一年的经验与成果,展望未来的发展趋势与机遇。

在科技飞速发展的当下,人工智能正迎来爆发式增长,AI芯片的广泛普及以及软件定义系统的迅速进步,正加速推动万物智能时代的到来。进入后摩尔时代,传统的芯片发展路径遭遇瓶颈,而3DIC、Chiplet等先进封装技术崭露头角,为突破困局提供了新的动力。这些技术不仅为芯片性能和集成度的提升开辟全新的方向,还带来了创新的解决方案,成为推动芯片行业持续进步的重要驱动力。

在这一时代背景下, IP与IC设计技术正处于新一轮变革的关键节点,迎来前所未有的机遇。在复杂的芯片设计架构中,各类IP扮演着至关重要的角色,它们如同连接芯片内部计算模块与外部设备的桥梁,不可或缺。AI芯片因为需要处理和传输海量的数据,不仅是在芯片内部不同计算模块直接需要进行高速的数据交换,比如CPU,GPU,NPU之间会通过UCIe、Die-to-Die接口等IP来实现高带宽、低延迟的互连,同时也需要与外部的设备进行高效、可扩展以及一致性的互连,比如会通过PCIe,Serdes等接口IP与存储和网络设备等进行数据间的高速且准确的传输。而且AI芯片在运行时需要频繁地读写大量数据,对内存的带宽和容量要求极高,通过HBM,DDR,LPDDR等接口IP与存储颗粒之间实现高速的数据传输,有效解决带宽瓶颈,加速数据在芯片和内存之间的流动,从各个方面满足AI芯片对内存容量和带宽的需求。所以在AI芯片领域,接口IP在可以显著提升AI芯片性能的同时,还可以实现功能优化和扩展,帮助客户充分释放设计上的潜能,承担愈加关键的作用。

打造一站式完整IP平台解决方案,实现从传统IP向IP2.0的战略转型

回顾2024年,国内半导体产业经历了诸多内外部挑战。尽管如此,对于芯耀辉而言仍是收获颇丰的一年。

面对人工智能市场迅速崛起,芯耀辉推出的UCIe,HBM3E以及112G SerDes等高速接口IP均广泛应用在Chiplet和人工智能领域,UCIe技术解决了Chiplet的芯片内D2D互联问题,HBM则提升了高带宽内存与芯片间的互联效率,而112G SerDes则实现了芯片间的高速互联,显著提高了集群效率。

UCIe凭借其高带宽密度,低传输延迟与PCIe和CXL复用等优势,已成为Chiplet中D2D互联标准的首选,芯耀辉推出的UCIe IP涵盖了PHY和Controller IP两大模块,其中PHY IP在先进封装上最大速率可以支持32Gbps,标准封装上最大速率也可以支持到24Gbps,并且拥有极佳的能效比和低传输延迟,最大传输距离支持到50mm,远超标准协议中的25mm,为客户的Chiplet方案提供了更大的灵活性和可扩展性,同时Controller IP兼容FDI、AXI、CXS.B等多种接口,让客户在集成使用时实现与系统设计的无缝切换。

HBM以其高带宽、低功耗和低延迟的特性在AI、高性能计算等领域表现突出。芯耀辉也顺势推出了国产工艺上的HBM3E PHY和Controller IP,其中PHY的最大传输速率可以支持到7.2Gbps,Controller拥有卓越的带宽利用率,最大速度可以支持到10Gbps。而在SerDes领域,Serdes IP以其高数据传输速率和低功耗特性,在数据中心内部连接和外部通信中成为首选解决方案,芯耀辉推出了不同组合的SerDes PHY,最高支持112Gbps,并支持PCIe、OIF和以太网等多种协议,满足不同客户对速率的需求。同时,芯耀辉还推出了兼容PCIe和CXL的控制器IP,一站式解决客户的IP选型和集成难题。

芯耀辉在2024年成功研发了上述高速IP,并已完成交付。在研发过程中,芯耀辉就与众多客户进行了深入的讨论并达成了合作意向。产品推出后,迅速获得了人工智能、数据中心和高性能计算等领域客户的积极反响,并与他们展开了深入的合作。

值得一提的是,2024年,芯耀辉成功实现了从传统IP到IP2.0的战略转型,帮助客户在激烈的市场竞争中取得优势。通过一站式完整IP平台解决方案实现了全面升级,不仅提供高性能、低功耗、强兼容的高速接口IP,还配套提供基础IP和控制器IP,帮助SoC客户从内到外提升性能。注重产品的可靠性、兼容性与可量产性,并提供系统级封装支持,优化PHY布局、Bump和Ball排布,提升量产性能,帮助客户加速产品上市。同时,芯耀辉通过整合完整的子系统资源,从方案制定到集成验证,再到硬化和封装测试,提供端到端的解决方案。此外,芯耀辉积极推动国产供应链,提供Substrate和Interposer设计参考,协同上下游产业链,助力产业技术突破。

AI为半导体IP产业带来新增量,国产IP机遇与挑战齐飞

在全球半导体IP市场规模持续增长的同时,人工智能、数据中心、智能汽车等新兴领域为半导体IP产业带来新增量,这些领域对高性能芯片的需求不断增长,极大地推动了IP市场的持续发展,特别是对接口IP的需求日益增加。但是随着外部一些不确定因素,国产化需求更加紧迫,国产先进制程的迭代速度变慢,给国产化IP提供了机遇的同时也带来了极大的挑战。

机遇是随着国产化需求的推动,国产芯片背靠着广阔的市场优势,为国产IP的发展提供了广阔的空间,未来市场会稳步扩张,特别是Chiplet相关的产品和服务,一定会迎来一段蓬勃发展期。

挑战来自于国产先进工艺迭代的速度放缓和国外先进工艺获取的难度增加,SoC在这一背景下会对国产IP提出更高的要求,需要在现有工艺基础上实现更高速的接口IP设计,无疑增加IP设计的难度和成本。与此同时, Chiplet作为SoC架构改进的首选方案,虽然能应付这些难题,但也带来了封装、测试和量产等一系列挑战,同样也会影响到IP设计。因此,IP公司不仅要提供可靠、兼容性强且可量产的IP产品,还需要具备强大的系统封装设计能力和供应链管理能力,以确保整体解决方案的顺利实施。

面对如此机遇与挑战,芯耀辉接下来将继续优化现有工艺上的接口IP,以满足客户多样化的应用场景需求,通过提升接口IP性能充分释放国产工艺的潜能,同时紧跟协议演进的步伐,逐步推出符合DDR6,LPDDR6,PCIe7等先进协议标准的接口IP。另外也会扩展覆盖不同Foundry和工艺的Foundation IP,并推出更多性能优化的数字控制器IP,为客户提供更广泛的选择和更强的技术支持。

在新兴的Chiplet市场,芯耀辉将提供系统级的封装设计方案,帮助客户推出高可靠性和可量产性的Chiplet IP产品,并携手国产上下游企业,共同打造完整的国产供应链。在车规芯片领域,凭借芯耀辉此前在AEC-Q100和ISO 26262功能安全认证方面的丰富经验与IP积累,公司将进一步拓展车规IP解决方案的覆盖范围,协助客户加速功能安全评估,确保实现相应的目标ASIL等级,从而帮助SoC客户缩短设计、认证和产品发布的时间,降低成本。

芯耀辉认为,作为一家本土IP授权服务企业,必须深入了解客户的需求,全面掌握客户的应用场景和实际需求,开发出完全贴合客户需要的IP产品并提供客户所需要的IP相关服务。同时,不能去做行业追随者,仅仅寻求国产替代方案,而应聚焦市场需求,做其他的国产厂商没有做好的但是又非常有难度的东西。专注做有难度、有价值的产品,完善产业链,通过IP授权和服务为产业提供强有力的支撑,为芯片产业创造最大的价值。

当前及未来十年,是半导体产业,尤其是中国半导体的黄金十年,尽管自去年以来,半导体行业面临增速放缓和今年更加严峻的封锁形势,我们依然坚信半导体行业将会迎来全面复苏,在这样的市场变动过程中,更加能够凸显芯耀辉真正的在攻坚克难做实事,脚踏实地推进技术创新和解决方案方面的优势。随着行业复苏的到来,公司将迎来更大的增长机遇。

展望2025年,芯耀辉将以全新的IP2.0成熟方案为核心,结合高可靠性、可量产的IP组合、完整的子系统解决方案、系统级的封装设计,以及强大的供应链能力,预见并解决客户在IP应用中可能遇到的各种挑战,更好地适应市场创新需求。

中国轨道交通上的“海尔号”:连续7年第一

近日,《RT轨道交通》发布2024年中国城市轨道交通空调系统中标数据,TOP3品牌市场占比超80%。其中,从中标项目数、中标金额上看,海尔智慧楼宇均实现了市场第一,市场份额达37.89%。在市场占比再创新高的同时,海尔智慧楼宇已连续7年居行业TOP1。

此外,新一年的市场发展也迎来了好消息:海尔智慧楼宇与中铁二局青岛工程有限公司达成战略合作,持续推进青岛地铁建设。由点及面,目前,海尔智慧楼宇已在全国39座城市、239条线路落地,成为用户首选。

从2024年空调系统招标信息中可以发现,地铁业主对于智能高效、节能型空调系统的招标意愿愈发强烈。高效智能的中央空调方案正成为市场主流。

对此,海尔智慧楼宇早已形成了专业解决方案。针对站台站厅,有风水联动方案打造舒适温湿度环境,高效机房助力节能运营,蒸发冷磁悬浮空调解决占地面积大等问题;针对办公、车辆段及TOD场景,可应用空气源热泵、物联多联机等,满足供热和灵活安装等需求;还有智控方案,实现集中控制、分区管理……让不同场景需要都能得到满足。

也正是基于全场景定制方案,海尔智慧楼宇已实现青岛地铁100%覆盖。作为中国首个地铁全自动运行系统示范工程,青岛地铁6号线设计之初不仅提出舒适、节能需求,还要求减少设备占地面积,以降低整体建设预算。针对这一行业难点,海尔蒸发冷磁悬浮空调通过集中设计,做到了节省冷却塔占地面积50平米/站,节省冷水机房120-150平米/站。

同时,通过智慧运维平台,运营人员不仅能够实现在线操控、智慧管理,还做到较常规空调机组能效提升30%以上,每标准站年省电10万度以上,节省运营费用5万以上。基于当地各线路的良好体验,中铁二局青岛工程有限公司与海尔智慧楼宇,就更多地铁线路建设达成了合作。

从行业统计数据看,2025年预计有42条线路的空调系统进行招投标,涉及车站数512座,市场需求旺盛。作为行业引领者,海尔智慧楼宇将持续完善场景方案及科技,助力我国迈向交通强国。

功能安全控制系统硬件设计的要点

工业控制系统的电气设计要求非常严苛,需要设备在最具挑战性的条件下保证耐用性、可靠性,以便尽可能地延长其使用时间,减少宕机。同时,在某些特殊应用场合,即使在恶劣的工作环境中,控制系统也应该万无一失,准确无误地完成控制任务,如功能安全关键应用中,例如高度机器人化的工作环境、发电厂或航空运输,在这些环境中,如果出现问题,可能会给操作人员、企业财产甚至整个生态系统带来严重风险。

功能安全是工业自动化领域内的一门高级技术学科,并且得到了国际认证机构(主要是IEC 61508)的广泛认可。然而,在本文中,我们将不分析其复杂的理论形式,而是关注有趣的技术挑战和特定的应用场景,这些环节是我们在设计过程中要十分注意的。我们将以一个双通道功能安全数字I/O评估板(STEVAL-FSM01M1)为参考,分析功能安全I/O系统的架构及其原理。我们还将指出该板上嵌入的一些创新功能。本文讨论了每个自动化工程师在开始下一个项目之前应了解的技术挑战。

功能安全和冗余

功能安全系统的基本包括系统冗余概念和诊断功能(在操作期间监控系统的完整性)。在功能安全的世界中,安全状态通常被认为是设备处于被动状态(去除使能、关闭开关、逻辑处于零态等)。因此,在任何条件下(包括出现可能的了故障)控制系统都可以进入这个安全状态是功能安全的基本原则。图1中展示了一个安全数字I/O模块的功能框图。

这个模块有两个输入通道(IN1和IN2,互为冗余)及两个输出通道(OUT1和OUT2,互为冗余)。此外,每个PNP型输出通道实际上是通过一个智能高边开关(IPS)与一个被控制的P通道功率MOSFET(STL42P6LLF6)串联在一起而实现的。最重要的是,为了消除故障情况下可能发生的跨通道一致性,每个输出通道的控制信号都通过独立的数字隔离器(STISO621)传导。

数字量输入部分

I/O模块中实现数字输入功能用来接入工业传感器信号,将0V/24V过程信号转换为较低电压的逻辑电平,并通过数字隔离器被微控制器或ASIC所识别。IO模块的外壳内空间较小,内部的电路板需要在EMC干扰的情况下提供稳定的性能,同时最好尽量减少功耗,提高效率及可靠性。在这样的要求下,分立元器件所搭建的传统方案很难实现,这对设计工作带来不可避免地负面影响。

一种更快捷和方便的解决办法是使用行业认可的方案——一款双通道数字输入电流限制器(CLT03-2Q3),它在单个超紧凑封装芯片中容纳了两个独立的输入通道(图3)。除了数字输入功能外,CLT03还提供了其他专门为功能安全所设计的有用功能,例如能够无需额外供电即可作为输入信号电流传感器,或可在操作期间自行监控其工作状态是否正常的独特诊断机制。这颗芯片内部的每个通道都配备了一个测试脉冲(TP)发生器,当连接的输入信号处于高电平(24V)时,它可以在输出信号路径中叠加心跳脉冲。

在STEVAL-FSM01M1评估板上,可以使用一个小信号晶体管在操作期间主动控制此功能,如波形采集(图4)所示。脉冲宽度(和频率)可以根据测试脉冲电容(CTP )在较宽范围内调整。使用这种机制,微控制器可以动态监控输入前端IC的是否工作正常。因此,这个独特的功能提供了一个额外的选项来扩展系统安全性和诊断覆盖范围。图片 4.png插图4:使用CLT03-2Q3的主动测试脉冲控制

数字量输出部分

过压和反极性保护

在模块的24V电源连接器附近,有一个双向瞬态电压抑制器(TVS1)与电源直接连接,与电容C1并联,用于电源保护。实际上,连接瞬态电压抑制器的PCB路径长度必须尽可能短,以最小化寄生电感。否则,它可能在EMC过应力期间引起电压瞬变,使电路暴露于显著高于其钳位额定值的电压。TVS1的尺寸应该尽可能的小,其钳位电压应不高于36V,同时其在吸收EMC浪涌电流时要通过较大能量。在参考板上这些要求是通过一个瞬态电压抑制器(SMC30J36CA)得到满足,其钳位电压36V,其峰值功率高达3000 W (10/1000 μs)、40 kW(符合IEC 61000-4-5的8/20 μs脉冲)。过电压保护部分后面的电路设计用于防止电源电压的反极性。在实践中,这种错误可能由于接线错误而频繁地发生,但负过电压脉冲也是EMC典型测试的强制部分。反向电流阻断电路基于一个被动偏置的60V P通道晶体管Q1(STL42P6LLF6)。

感性负载退磁电路

许多执行器具有感性特性(例如电磁阀、阀门、继电器等)。这意味着在其关断时,负载的磁场能量会转化为电能,被数字输出的电路吸收。为此,IPS16xHF系列智能高边开关内部具有快速退磁电路,在输出关断时输出针脚的电压不会维持在0V,而会保持相对于VCC 一定的压降。在使用IPS16xHF的情况下,这个压降值为VDEMAG ≈ 70V(见图6)

有时,当需要优化高感性负载的去磁能量时,方便的做法是通过连接在输出和地之间的外部瞬态电压抑制器(图5中的TVS2)实现退磁。接地连接的原因是瞬态电压抑制器在永久性击穿之前可视为短路。这样,在故障情况下保持系统钝化的安全原则得以维持。外置输出瞬态电压抑制器的选择应设计为其性能可以完全替代高边开关内部集成的去磁性能:

VTVS,CL,max < |VCC,max – VDEMAG,min |

其中, VTVS,CL,max 是外部瞬态电压抑制器的最大钳位电压,

VCC,max 是最大允许的供电电源电压,

VDEMAG,min 是高边开关的最小去磁电压(在数据表中规定)。

在这里,我们需要进一步认识到瞬态电压抑制器的钳位电压随温度而浮动,并且必须选择具有一定钳位裕度的组件。在评估板上,去磁瞬态电压抑制器(SM6T33CA)满足这些要求。

诊断

持续监控系统的正确操作是安全I/O的关键部分。该评估板上有几种机制可用于此目的。首先,IPS具有自己的诊断功能,具体取决于其配置,在过载情况下向微控制器报警以显示过流或芯片的过热关断。还有用于电源的电压监控和每个输出通道上的输出反馈。这部分电路通过保护二极管D3串联的分压器R6和R7的组合来实现,如图5中所示。这用于保护后续的A/D转换器(ADC120)免受负过电压的影响,例如在EMC干扰或去磁期间。这些诊断电路实时监控系统的完整性和操作条件。

过流及短路保护

智能高边开关(IPS)的除了负责控制输出外,其还提供多种保护功能,如防止过流和过热保护。在发生输出短路或任何其他导致过电流的过载情况下,IPS将其输出电流限制在预定的水平ILIM (IPS161HF上的典型值为1.2 A,或IPS160HF上的典型值为3.3 A)。

在电流限制期间,功率开关以线性模式运行,这导致功率耗散增加。一旦IC内部温度达到约170ºC,芯片内部集成的热关断保护将被触发,自动禁用输出以进行部分冷却,具有15ºC的滞后。这种保护性热关断由IC的诊断引脚报警。电流形状在图7左侧波形采集中显示。

IPS160HF和IPS161HF 芯片提供了一种被称为Cut-off的额外电流保护机制,允许在过载情况下最小化功率耗散(图8)。在这种模式下,IPS周期性地激活输出并保持一段预设时间,然后关闭以防止过热。Cut-off持续时间由外部电容器决定(图8CCOD)。这允许降低芯片的功耗及热量,如我们在图7中分别比较两种操作模式下的电流波形(绿色)时清楚看到的那样,左图是未激活Cut-off功能,右图是激活了Cut-off功能。这在具有多个通道和有限内部功率预算的高密度输出模块中特别重要。需要注意的是,Cut-off激活后,可能无法驱动启动电流较大的负载(例如,电容负载和灯),在此情况下,Cut-off功能可能在负载完全充电之前触发保护。考虑到这一点,应该根据实际应用条件来设置Cut-off保护时间或禁用Cut-off功能。

这种主动Cut-off控制功能在评估板(STEVAL-FSM01M1)上是可灵活设置的。图9说明了所谓的“反应性Cut-off”,其中默认情况下禁用Cut-off功能,以便允许电容负载的平滑充电;但它也最终作为对长期过载或故障情况下的热关断事件发生后及时介入并提供保护。

总结

工业安全适用于所有类型的应用和行业,包括自动化制造、运输、智能建筑或海事和航空系统。确保人类、设备甚至我们的环境的安全符合适用的工业安全标准是至关重要的。

在意法半导体,我们在系统设计方面的长期工程专业知识和安全认证过程的丰富经验使我们能够为硬件设计人员提供不仅是最先进的集成电路,还有准确的知识和技术支持。

在这篇白皮书中,我们讨论了功能安全自动化的数字量I/O系统设计。在查看安全数字量I/O模块的结构后,我们通过使用安全双通道数字I/O评估板(STEVAL-FSM01M1)的示例,探讨了其电气实现的特定设计方面。所采用器件的坚固性和可靠性能不仅通过我们实验室的彻底验证得到保证——它还通过全球无数工业系统的24/7不间断运行每天得到证明,同时所采用的器件都是经过严格测试并验证的,可以提供可靠性报告,其可用于功能安全认证所需的FMEDA计算。

制造外包:医疗健康行业的战略优势

作者:伟创力健康解决方案事业部总裁 Kate Benedict

当前,医疗健康行业正面临着前所未有的挑战,整个行业都正承受着不断上涨的成本压力。就行业内部而言,推出一款新型医疗器械产品往往需要耗时三到七年之久,有时甚至更为漫长;一款新药从研发开始到最终获批,平均需要历经12年的时间。因此,在保证可靠性和质量标准的同时,能够更快、更高效地推进变得至关重要。

在我多年掌舵医疗健康公司的经历中,我始终致力于探寻降低风险、并将资源重新投入到产品创新中的有效途径。其中一条重要途径便是与值得信赖的合作伙伴进行外包合作。在我看来,医疗健康领域的外包合作绝非仅仅是一种策略;它更是改变游戏规则的关键。外包能够助力实现一系列广泛的战略目标,包括利用外部制造合作伙伴的优势提升运营效率,推动企业的重大转型——这通常被称为“网络优化”。

“网络优化”正逐渐成为医疗健康领域的一股新兴潮流,它代表着企业通过实施战略性外包,将资源重新聚焦于核心业务上。

当得到妥善执行时,网络优化能够促使企业彻底革新其网络结构,通过优化资源配置来有效降低风险、集中力量于核心业务领域,同时在这一转型过程中大幅削减资本支出。

近期,Technavio发布报告预测,从2024年到2028年,医疗器械制造外包市场将以10.9%的复合年均增长率增长至504.4亿美元。这表明,众多医疗健康和制药企业看到了重塑其现有制造模式的机会。一个执行良好的外包模式可以带来多重益处,包括提高运营效率、降低供应链风险,以及内部团队专注于核心竞争力与创新的能力。通过与合适的伙伴携手,企业能够更有效地利用资金和资源来管理生产线投资,并确保严格遵守监管和质量标准,同时在生产线和工厂的转移过程中应对各种复杂挑战,从而有效缓解企业的相关担忧。

集中资源,强化专长

2023年,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了比以往任何一年都多的新型医疗技术,为医疗健康与制药企业创造了一个更具竞争力的环境,以将创新解决方案推向市场。与此同时,成本压力上升、利润要求提高,以及全球供应链不确定性,共同促使企业必须寻求一种能够释放资源的途径,以便能够专注于自己最擅长的领域。

通过与专业的制造外包合作伙伴携手,医疗健康和制药企业能够充分利用他们在复杂生产流程管理及供应链配置方面的垂直整合能力和专业知识。这样一来,企业便能将内部资源集中投入到产品创新、研发等核心竞争力上。

在伟创力,我们致力于帮助客户优化整个产品生命周期并实现可持续发展目标。从确保产品设计的可制造性,到有效扩大生产规模,再到提供逆向物流及循环经济服务——同时分享来自其他行业的先进制造专业知识和最佳实践。

例如,我们使用先进的模拟技术为一种II类糖尿病产品的生产线创建了数字孪生体,帮助降低生产风险,并确保生产的连续性。我们还助力客户应对复杂的供应链管理挑战,在有效降低运营风险的同时,让他们能够更加专注于其他核心领域的发展。凭借由16,000多家供应商组成的庞大网络,我们与诊断行业的领军企业紧密合作,即使在COVID-19疫情期间遭遇半导体供应短缺的挑战,也成功确保了供应链的稳定运行。在此艰难时期,我们的客户展现出非凡的韧性,持续为数百万依赖其产品的患者提供传感器。

品质至上

尽管企业充分认识到将内部资源集中于产品创新上是明智的,但由于医疗健康行业对高质量标准和严格监管的要求,他们可能仍然会对外包持怀疑态度。同一份Technavio报告强调,虽然“外包医疗器械生产能够为企业带来接触最新技术和先进设备的机遇,但同时也伴随着一系列挑战。例如,医疗专业人士对产品质量有着极为严苛的要求,且必须严格遵守相关的法规规定。”

评估制造合作伙伴以确保他们能够满足法规和质量要求至关重要。

在伟创力,我们凭借与医疗健康和制药公司长达数十年的深厚合作经验,提供卓越的质量管理体系,确保客户能够顺利满足I、II和III类医疗产品严格的合规要求。随着监管预期的不断变化,我们持续演进我们的合作方式,致力于在产品全生命周期中与客户紧密协作,从早期的概念设计到人因工程学 (HFE),直至提供高度自动化的生产和报废解决方案。

与伟创力这样的制造伙伴合作,借助我们旗下14家通过FDA认证以及21家获得ISO 13485:2016认证的工厂,将助力医疗健康和制药企业轻松达到监管医疗产品的最高质量与合规标准。

重塑内部生产模式

即使端到端价值链可以带来明显的好处,将生产从内部转移到外包合作伙伴仍然会让人望而生畏或充满风险。 然而,医疗和制药公司在制定战略之前应该首先考虑它们想要的结果。

无论企业是寻求贴近终端市场、整合多个生产基地,还是旨在降低整体运营风险,都拥有多样化的选择。伟创力凭借强大的垂直整合能力和全球布局,为医疗健康行业的客户提供专业的技能、丰富的经验以及完善的基础设施,作为一个合作伙伴能够帮助他们实现外包战略目标。

举例来说,我们与一家专注于诊断监测的客户紧密合作,降低了他们整体供应链的风险。通过将分散在多个地区的五个制造基地整合至北美的一个伟创力制造中心,我们帮助客户减少了冗余流程,提升了运营效率,从而节约了成本并降低了风险。

我们所选的伟创力生产基地凭借其在医疗制造领域的专业知识和经验,以及高素质的团队,成功实现了快速且顺畅的过渡,确保了客户业务的正常运行。

战略合作以谋长远发展

医疗健康行业的格局将日益复杂,技术的飞速发展、慢性病患者群体的不断增加,以及到2050年,预计全球65岁及以上人口将达到15亿,从而催生新的市场机遇。为了在未来挑战中保持领先,并抓住前所未有的机遇,医疗健康和制药企业必须与外包合作伙伴建立战略合作关系。这些外包合作伙伴不仅能帮助他们优化自身网络,还能提供跨行业的专业技术、知识以及医疗产品设计、开发和制造方面的经验。

凭借我在医疗健康领域数十年的经验,我切身体会到战略外包对企业保持竞争优势的重要性。企业通过巧妙地利用外包合作伙伴的资本优势、技术投资以及各种资源,能够全神贯注地投入到核心的创新活动中,同时实现更灵活的运营,并有效地规避风险。在这个日新月异的行业中,持续审视并创新现有模式显得尤为重要,这样才能更好地满足医疗健康服务提供者和患者不断变化的需求。

助推国产算力高质量发展,北电数智为建设数字中国添砖加瓦

目前,我国的智算中心建设正呈现出蓬勃发展的态势。智算中心的建设不再局限于北京、上海、深圳等一线城市,已经扩展至县级地区,全国范围内的算力基础设施建设正在积极推进。

根据相关资料显示,尽管国内算力的覆盖范围广泛,但其利用率却相对较低,整体算力中心的利用率仅为50%。这一现象背后的原因不乏算力中心性能不足、无法满足大模型时代对算力的高需求、数据中心与当地产业需求不匹配等。显然,以算力规模和集群规模作为评价标准的时代已经过去,算力需求已经进入了从数量到质量转变的新时代。这种转变也意味着,计算领域关注点将集中在算力的效率、灵活性以及智能化水平。

北京电子数智科技有限责任公司(以下简称“北电数智”)作为⼀家专注于原创性、颠覆性、引领性科技创新的人工智能科技企业,在算力、算法和数据等方面实现了全栈产品和解决方案布局。

加速单芯片算力

目前我国已量产上市的GPU产品主要针对上一代算法进行设计,对于大模型相关算子的需求满足度尚需进一步完善。因此,必须通过扩展算子库、优化编译器等软件层面的手段,实现对单芯片算力利用率的提升。

北电数智的前进·AI异构计算平台具备多重优化特性,可通过模型量化加速、模型超参数调优、稀疏化推理等模型优化能力,算子融合加速、计算图优化、硬件访存优化等编译优化手段,提升单芯片的计算性能,增强国产算力芯片的自适应性。

加强混元异构集群性能

当前的智能计算中心大多依赖单一芯片制造商提供主要的计算能力,而多芯片混合异构架构将成为未来国产智能计算中心的发展趋势。

北电数智的前进·AI异构计算平台可以通过算子级模型拆分方法优化模型性能;通过基于自动机器学习算法的硬件拟定并执行自动调优策略,自动调整模型的配置和参数,找到在特定芯片下的最佳性能和效果;其框架可以支持大模型分布到多GPU上进行计算,提高模型的训练和推理效率,最终实现让合适的芯片做合适的事。

加大通信能力

在万卡集群时代,通信的重要性与单芯片算力不相上下。通信能力直接决定了大模型训练过程中数据传输的效率。高效、稳定、低延迟的网络对于智算中心的建设和运行至关重要。

北电数智通过打通各厂家的集合通信库来解决不同GPU芯片之间的通信问题,对通信库进行深度适配和优化,通过标准化的分布式通信接口,确保异构集群内的信息交换,且可以通过时间重叠等策略,将计算过程和通信过程互相重叠,减少了通信延迟对整体训练性能的影响。

智能化调度与运维保障智算集群稳定运行

智算集群的稳定性也很重要,实现算力最优解,需要一个高效可靠的智能云管平台,通过实时智能监控来实现分钟级的软硬件故障定位,并实现故障的自动检测和修复。

北电数智前进·AI异构计算平台支持多款国产芯片的广泛纳管,帮助用户实现对不同品牌、类型AI加速卡的统一管理,以确保各类AI芯片的无缝集成和优化利用。广泛的纳管能力也让用户能够根据具体需求,灵活地调整资源配置,优化算力供给满足各类训练推理任务。

前进·AI异构计算平台具有卓越的算力调度能力,可为不同场景提供多样化的调度策略,以精准匹配各类计算任务的不同需求。“潮汐调度”是该平台的一大特色亮点,其可根据计算任务的特性和资源需求的变化动态地分配和回收计算资源,尤其适用于渲染应用等场景,以最大化资源的利用率并减少执行时间;此外,“前进·AI异构计算平台”提供的“推训混布”策略可帮助大模型使用方实现同一算力集群既支持在线推理服务部署任务,又支持离线训练任务,从而显著提高算力资源的利用率,减少资源浪费,大幅降低运营成本。

11月21日,北电数智成功推出了国内首个算力概念验证(PoC)平台,并在北京数字经济算力中心正式启用。该平台依托北电数智的先进计算迭代验证平台——前进·AI异构计算平台,为国产算力集群提供专门的场景评测、适配和验证服务,同时也为场景持有方特定场景应用的开发,提供了多样化的算力适配试验空间,从而实现从基础算力到业务场景驱动的双向链路的无缝对接。目前,北电数智前进·AI异构计算平台已经成功对近⼆⼗家芯⽚企业的产品 ⼗余种芯⽚进行了测试与适配,协助国产算力的性能不断优化提升。

在国产算力发展从数量增长转向质量提升的背景下,北电数智通过前进·AI异构计算平台的多重优势,为重塑国产芯片的竞争力、推动数字中国建设添砖加瓦。