高質穩定的晶片（數智化與雙碳化的交集）

2023-10-21 11:58:23

高質穩定的晶片?集微網報導，數智化和雙碳化是人類社會和經濟發展的兩大重要趨勢，數智化可以理解為「數位化 智能化」，雙碳化即「碳中和 碳達峰」前者為全社會的經濟轉型升級提供動力，後者則是為了應對全球氣候變化，推動人類社會實現綠色低碳的可持續發展，今天小編就來聊一聊關於高質穩定的晶片?接下來我們就一起去研究一下吧!

高質穩定的晶片

集微網報導，數智化和雙碳化是人類社會和經濟發展的兩大重要趨勢，數智化可以理解為「數位化 智能化」，雙碳化即「碳中和 碳達峰」。前者為全社會的經濟轉型升級提供動力，後者則是為了應對全球氣候變化，推動人類社會實現綠色低碳的可持續發展。

數智化需要終端設備的算力不斷提升，雙碳化提倡各行各業能耗持續降低，這兩個落腳點恰巧與半導體領域的摩爾定律在一定程度上不謀而合。

所以，在新思科技全球副總裁王小楠看來，日趨火熱的晶片行業，正是數智化和雙碳化這兩大重要趨勢的交集所在，而這兩大趨勢所蘊藏的機遇和挑戰並存。

始於數據，興於智能，至於雙碳

數位化是數智化的先導部分，這部分升級早於數十年前就在各行各業逐步展開。而智能化的興起則相對較晚，它是基於數位化完成之後所產生的數據，通過對數據的高效利用並結合人工智慧、雲計算等新興技術，進而轉化成生產效率和規模的提升，這便是數智化的內核。

千行百業的數智化都在如火如荼的進行中，但由於行業性質各異，數智化的進度也各不相同。王小楠表示，目前包括工業和服務業在內的第二、三產業的數智化進度要明顯領先於其他行業，而農業、能源等傳統產業，由於生產環節冗長且複雜等原因，數智化帶來的挑戰將更加複雜。

數據顯示，2021年，我國數字經濟規模達45.5萬億元，佔GDP比重達到39.8%，數字經濟在國民經濟中的地位更加穩固、支撐作用更加明顯。但另一方面，數字經濟在工業、服務業中的滲透率分別是22%和43%，在農業中的滲透率僅為10%。數字經濟在農業領域的滲透率還比較低，也意味著很大的提升空間。放眼未來，各行各業數字經濟滲透率的進一步增長將繼續提高全社會的生產效率，並帶來顛覆性的改變。

談及雙碳化的內核，王小楠指出，其目的並非簡單的降低能耗，而是需要各行業所使用的能源更清潔、對環境更友好，同時增加整個社會運轉和發展的效益，即在同樣多的能耗下做更多的事情。

另外，從能源角度來看，除了在生產端和運輸端提高效率以外，最核心的是如何更聰明地使用能源，這就不得不提到能源產業全面數位化的重要性。在新思科技看來，一旦儲能技術得到突破，晶片技術就有可能應用於能源網絡，助力能源行業發展出自身的「摩爾定律」。近年來，新思科技致力於將晶片設計領域多年來積累的能耗管理、數字建模能力複製到能源領域，此舉不僅為能源行業的結構變革提供加速度，更會給雙碳目標的達成帶來巨大助推力。

數智化與雙碳化這兩大趨勢實際上存在很強的關聯性。例如，許多傳統行業在進行數智化轉型升級的過程中，需要加入大量的傳感器以採集數據，而伴隨海量數據的誕生，全球用於處理這些數據的數據中心規模也越來越龐大。顯然，數智化升級會增加整個系統本身的成本和功耗，短期來看與雙碳化是「背道而馳」。

據統計，目前全球數據中心的用電量已經約佔總量的3%。國際能源署預計，到2025年，全球數據中心耗電量將佔全球總用電量的20%。根據《中國「新基建」發展研究報告》，中國數據中心的耗電量已連續8年以超過12%的速度增長。

對此，王小楠解釋稱，數智化轉型雖然需要能源和資金的支持，但傳統產業完成轉型之後所帶來的生產效率和經濟效益提升將遠超數智化的前期投資。簡言之，長期來看，數智化是順應了雙碳化所倡導的綠色發展趨勢。

在數智化和低碳化這兩大趨勢交錯向前的大環境下，處於交集位置的晶片業者正迎來重大歷史機遇和空前的技術挑戰。

數據More帶來機遇，SysMoore應對挑戰

提及數智化，人們或許最先聯想到的會是AI、機器人等行業，而雙碳化則主要與能源、工業、汽車等行業相關。大多數人也許很難理解包括新思科技在內的晶片業者是如何參與其中的。

實際上，晶片不僅是數智化轉型的基礎，也是參與實現雙碳化的重要角色之一。

「數智化所需要的數據採集、數據處理以及數據傳輸都離不開晶片，」王小楠告訴集微網，「同時，晶片公司可以看作一個大規模的數據中心，每天有成千上萬個『CPU』在運轉，晶片產品從頭開發到實現量產所需要的能耗是驚人的。所以，幫助晶片公司快速高效地開發晶片產品，不僅能助力下遊的數智化升級，本質上也符合雙碳化趨勢。」

作為半導體行業最底層技術的探索者和引領者，新思科技長期致力於幫助IC設計公司開發出性能更優、功耗更低的產品，同時不斷鑽研如何提升晶片設計過程本身的工作效率。王小楠認為，數智化和雙碳化給包括新思科技在內的所有半導體公司都帶來了機遇和挑戰。

關於機遇，此前新思科技全球資深副總裁、新思中國董事長兼總裁葛群在2022新思科技開發者大會中直言，產業「數智化」已經從最早的頂層設計下沉到街頭巷尾中，在海量場景裡面進行精細的微雕工作，這給晶片行業帶來了無窮的空間和潛力，也讓每一位開發者有機會做出更多的輸出──將晶片技術和海量終端應用緊密結合，不斷滿足消費者的體驗。傳統產業不斷被數位技術賦能之後，拓寬了數字經濟的體量。

關於挑戰，王小楠指出，無論是基因測序、地球的數字孿生、全球的天氣預測還是L5級別的全自動駕駛，這些未來應用所需要的算力是現有晶片的上千倍。如何滿足這些應用的需求，將是整個晶片行業需要面臨的挑戰。如果單從晶片角度來看，摩爾定律已經很難像以往一樣帶來高比例的性能提升和功耗降低。因此，新思科技提出SysMoore理念，即從系統的角度來多方位解決問題。

在2022新思科技開發者大會上，王小楠曾指出：「工藝演進帶來的性能增加和功耗降低已趨於飽和，但如果從系統層面進行優化，未來晶片性能將實現數十倍、百倍甚至千倍地提升整體性能。」

新思科技提出的SysMoore時代會對設計有著極大的需求，需要在一個複雜的封裝中融合多種技術，並對整個系統進行整體分析。在SysMoore時代，以往用於獨立分析系統每個部分的方法將不再奏效，而是需要超融合設計流程，這一流程集成了優化的技術，還能對整個系統進行統一分析。

為應對SysMoore時代超融合設計所帶來的挑戰，王小楠表示，新思科技推出了多項集成產品，包括融合設計平臺™、定製設計平臺、連續驗證®、晶片工程平臺以及晶片生命周期管理平臺等。

此外，新思科技還長期致力於AI工具的研究，一方面，將AI技術引入設計工具中提升工作效率，如DSO.ai；另一方面，利用AI技術來幫助人類提高決策效率，如今年推出的新產品──DesignDash，它能為所有開發者提供實時、統一的360度視圖，更深入地了解運行、設計、項目之間的趨勢來加強晶片的開發協作，以加快決策過程。這些技術創新是新思科技面對挑戰持續輸出的回答，也是全行業共赴數智化、雙碳化新未來的重要工具。

產業數智化，需要雙碳化的「芯」思

新思科技除了在自身長期耕耘的晶片領域間接推動全行業的「雙碳化」之外，還身體力行將晶片設計的技術和思路遷移到傳統能源領域，直接投入到低碳化事業當中。

能耗管理一直是晶片從業者重點研究領域之一，在某種程度上，開發者們已經是能耗領域的「專家」了。眾所周知，在研發晶片時，除了實現既定的功能，還需要限定晶片的功耗。例如，要讓手機實現12小時的待機目標，開發者會對晶片的功耗進行設計和規劃，以確保一百多億個電晶體能夠在預期的電壓下以最大效率工作。這是晶片工作者每天在做的事情，即規劃出越來越高效的能源網絡，使得每個電晶體、模塊都能夠高效地工作。

每一個家庭、工商業體都可以看作是一個用電單位，類似晶片中的電晶體。葛群在演講中提到，如果把新思科技過去在晶片中做的低功耗或能源優化的技術和經驗，應用到整個城市電網上去，可以幫助整個上海市，乃至全國、全世界進行高效地用電。

目前，新思科技已經與多家發電、輸變電大型企業進行數位化合作，期間完成了發電、輸變電和用電環節的建模。在這個過程中，新思科技發現，現有的能源網絡因為缺乏儲能能力，能源必須即發即用，很難對整個能源網絡進行模型優化。

因此，新思科技創新性地提出將晶片行業中存儲器的重要性類比到電網建設中去，要知道晶片中約50%-60%的面積是為存儲器規劃，如果沒有L1、L2的存儲器，開發者很難讓晶片達到最有效的工作狀態。所以，儲能技術的提升至關重要，傳統的「源網荷」電網需要切換成「源網荷儲一體化」的新能源系統建設，這是能源網絡數智化的基礎。

不止於能源領域，新思科技也在探索將晶片技術和經驗用於更多的傳統行業中，深入了解這些行業的發展痛點，以「新思」助力它們進行深入的數智化轉型。越傳統的行業，就是人們日常生活中越需要的，被挖掘的潛力也就越大。我們相信，在未來的農業、交通業、醫療等領域中，將看到越來越多的晶片技術。

寫在最後

數智化是人類社會發展的必經之路，雙碳化則是可持續發展需要順應的時代背景，這兩者在半導體行業的交叉留下了深刻印記，包括新思科技在內的全球頭部半導體廠商在助力數智化的同時，也開始樹立起了雙碳化的遠景目標。

王小楠告訴集微網，新思科技從2018年便已經開始致力於全球運營溫室氣體零排放，目前公司大部分能源都是風能等清潔能源。到2024年，公司運營所產生的溫室氣體相較於2018年將進一步降低25%。

此前，英特爾也曾承諾，2030年時公司將在全球運營中使用百分之百可再生電，並在2040年實現全球運營溫室氣體淨零排放；三星電子則聲明，到2027年，公司在海外的電子產品工廠將轉向100%可再生能源，到2050年完全依靠清潔能源運營其半導體業務，並宣布斥資50億美元推動碳中和。

「希望半導體領域能有越來越多的頭部廠商能夠站出來引領整個行業的趨勢，順應數智化與雙碳化的潮流，推動全社會能夠快速可持續地向前發展。」王小楠如是說。（校對/薩米）