物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域突破性進(jìn)展

近日，有一篇由芯翼信息科技（上海）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“芯翼信息科技”）參與其中的大陸論文入選了ISSCC 2020，在業(yè)內(nèi)獲得了不少關(guān)注。據(jù)悉，該論文不僅在物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域取得了重要的突破性進(jìn)展，同時(shí)也是北京大學(xué)該年度唯一入選的論文。

“很榮幸能協(xié)助母校北京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)全球最前沿的物聯(lián)網(wǎng)終端喚醒芯片核心技術(shù)突破性進(jìn)展，后續(xù)會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)與北京大學(xué)的合作，同時(shí)結(jié)合該技術(shù)以及公司規(guī)模商用的NB-IoT芯片，推動(dòng)更多物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分應(yīng)用的落地?！贬槍?duì)本次合作論文入選，芯翼信息科技創(chuàng)始人肖建宏博士在接受集微網(wǎng)記者采訪時(shí)說道。

物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域突破性進(jìn)展

在集成電路領(lǐng)域，ISSCC（International Solid-State Circuits Conference 國(guó)際固態(tài)電路峰會(huì)）一直被譽(yù)為“芯片奧林匹克”大會(huì)，其始于1953年，每年2月中旬在美國(guó)舊金山召開。能夠入選ISSCC的論文都代表著當(dāng)前全球頂尖水平，展現(xiàn)了芯片技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。在長(zhǎng)達(dá)近70年的會(huì)議歷史中，中國(guó)大陸被錄用的論文僅有48篇。

眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的快速發(fā)展對(duì)于芯片提出了苛刻的低功耗要求。目前，降低物聯(lián)網(wǎng)芯片功耗的主要研究方向是基于周期性工作模式的專用型喚醒芯片（例如：專用語音識(shí)別喚醒芯片），通過讓芯片處于周期性的“休眠-喚醒”的切換狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)降低功耗的目的；然而，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通常工作在“隨機(jī)稀疏事件”場(chǎng)景下，為了避免丟失隨時(shí)可能發(fā)生的事件，通常需要“休眠-喚醒”的頻率遠(yuǎn)高于事件的真實(shí)發(fā)生率，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的功耗浪費(fèi)。

北京大學(xué)黃如院士-葉樂副教授課題組在國(guó)際上首次提出了多級(jí)流水異步事件驅(qū)動(dòng)型芯片架構(gòu)，將傳統(tǒng)的周期性工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)楫惒绞录?qū)動(dòng)型工作模式，顯著降低了物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)在“隨機(jī)稀疏事件”場(chǎng)景下的功耗。課題組同時(shí)提出了時(shí)域屏蔽型閾值交叉模數(shù)轉(zhuǎn)換器Level-CrossingADC（LC-ADC）技術(shù)，解決了“噪聲誤觸發(fā)導(dǎo)致功能錯(cuò)誤和功耗上升”這一傳統(tǒng)LC-ADC所固有的難題；并設(shè)計(jì)了基于時(shí)域脈沖信號(hào)處理技術(shù)的多功能信號(hào)特征判決器電路，通過離線或在線軟件定義的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)幅度、斜率、時(shí)間間隔、波峰、波谷等信號(hào)特征的組合判決，滿足了物聯(lián)網(wǎng)喚醒芯片對(duì)通用性的需求；此外，該芯片無時(shí)鐘信號(hào)和時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，去除了芯片在待機(jī)狀態(tài)下的主要功耗來源。

基于上述創(chuàng)新技術(shù)，課題組研制了一顆極低功耗的無時(shí)鐘物聯(lián)網(wǎng)通用喚醒芯片，平均功耗僅為57納瓦，比當(dāng)前國(guó)際同類工作的最好水平提升了30倍。該芯片演示了心率異常預(yù)警、心電T波異常預(yù)警、癲癇預(yù)警、語音關(guān)鍵詞包絡(luò)喚醒等典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，芯片與微控制器MCU芯片等高性能模塊配合，可以在保證極低功耗的前提下實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)喚醒功能。該工作首次提出的異步流水線事件驅(qū)動(dòng)型架構(gòu)，為極低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域的研究提供了一種突破現(xiàn)有功耗瓶頸的研究思路和解決路徑。

未來AIoT產(chǎn)品化商用前景巨大

在此次合作中，芯翼信息科技作為一家成立僅3年的半導(dǎo)體初創(chuàng)企業(yè)，表現(xiàn)非常亮眼。其為上述技術(shù)成果的成功落地和未來商業(yè)化轉(zhuǎn)化，提供了豐富的市場(chǎng)化需求導(dǎo)入、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)思路以及未來的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用平臺(tái)，并最終聯(lián)合促成了成果在ISSCC 2020上的重磅推出。

芯翼信息科技市場(chǎng)市場(chǎng)總監(jiān)陳正磊在接受集微網(wǎng)采訪時(shí)表示，“在中國(guó)能夠入選 ISSCC 論文的初創(chuàng)企業(yè)非常罕有，因此這也是對(duì)我們公司技術(shù)研發(fā)能力的極大認(rèn)可。”

據(jù)集微網(wǎng)了解，芯翼信息科技于2017年3月在上海張江注冊(cè)成立，專注于物聯(lián)網(wǎng)通訊芯片（NB-IoT）的研發(fā)和銷售。公司創(chuàng)始人及核心團(tuán)隊(duì)來自于美國(guó)博通、高通、英特爾、邁凌等全球知名芯片和通信公司，畢業(yè)于UCLA、TAMU、UT Dallas、UMN、北大、清華、浙大、東南等海內(nèi)外知名高校。目前，公司在上海、南京、香港、深圳、硅谷等地均設(shè)立了研發(fā)中心和支持中心。

不難看出，雖然芯翼信息科技還是一家初創(chuàng)企業(yè)，但基于創(chuàng)始人及其團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)業(yè)中擁有的豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，才得以和北京大學(xué)等科研院校合作，共同在物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域取得重要的突破性進(jìn)展。

陳正磊進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，隨著這項(xiàng)技術(shù)成果的成功落地，未來對(duì)于超低功耗的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將是一個(gè)顛覆性的創(chuàng)新。不僅將改變現(xiàn)在以及過去的物聯(lián)網(wǎng)終端省電的工作方式，同時(shí)也將實(shí)現(xiàn)兼顧超低功耗和無時(shí)延損失的實(shí)時(shí)監(jiān)控類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求。

“我們正致力于將此次技術(shù)成果逐步轉(zhuǎn)化為可商用的芯片產(chǎn)品，未來在合適的時(shí)候，我們會(huì)推出一顆具有突破性意義的芯片產(chǎn)品，相信會(huì)為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來革命性的突破?！标愓谧詈笳f道。