邓中翰院士:自主创新芯片核心技术 在人工智能时代实现中国梦

2018-09-14 09:58:00  来源:  编辑:

  本刊记者 郝涛
  最近中美贸易战又出新热点,美国宣布将对中兴通讯股份有限公司实施长达7年的芯片禁售。中兴事件,掀起中美贸易战以来民间最为激烈的一次争论,“缺芯”之痛再次成为国人热议的话题。
  2018年4月20日,全国政协委员、中国工程院院士、“星光中国芯工程”总指挥邓中翰受邀出席全国政协举办的“人工智能的发展与对策”双周座谈会并建言献策。
  两天后,邓中翰在出席首届数字中国建设峰会“数字经济·闽江夜话”活动时表示,希望国家在政策上给予自主创新企业更多的支持,使我国尽快成为芯片强国。
  作为工作在一线的科技工作者,邓中翰一直走在芯片自主研发的路上:1999年,响应国家号召回国,在工信部、科技部、财政部、北京市政府的直接投资和大力支持下,在中关村创建中星微电子集团,承担“星光中国芯工程”,担任工程总指挥。至今带领团队申请了3000多项专利,将数亿枚芯片打入国际市场,彻底结束了中国“无芯”的历史,两次荣获国家科技进步一等奖,被誉为“中国芯之父”。2016年,带领团队研制出我国第一款具有世界先进水平的“星光智能一号”嵌入式神经网络芯片(NPU),支持对视频、图像等海量数据的人工智能应用。今年,还将推出“星光智能二号”人工智能芯片,它的功耗更低,学习能力更强,运算速度高出“星光智能一号”16倍。
  “自主创新的道路是非常艰难的,希望国家在政策上给予自主创新企业更多的支持。”邓中翰说,比如在金融资本、上市融资上给予更多支撑,在培养人才上给予更多重视。
  自主创新,制定推广国家标准
  人工智能技术在全球范围内是否存在新的泡沫?美国和中国在人工智能上究竟有没有差距,在哪些方面有差距?我国在发展人工智能方面的发展策略应是什么?
  第一个问题,邓中翰认为自谷歌AlphaGo在围棋上战胜人类以及尤瓦尔?赫拉利写了《未来简史》等等之后,国际上对人工智能发展速度存在过高的期望,存在一定的投资泡沫。当然,就像前几次高科技泡沫一样,给产业上的发展带来了更多的资金投入,从而加速技术发展。
  第二个问题,他认为美国在人工智能发展上还是比中国领先很多的。“在算法、芯片、技术、人才上,我们都不如美国。无论是围棋,还是无人驾驶,我们都在追赶之中。”
  第三个问题,邓中翰认为,要加大产业资金投入,大力开发承载人工智能运行的自主芯片技术,把握以自主创新芯片来决胜人工智能新时代这一大方向,为中国人工智能稳步跻身全球领先水平掌舵护航。
  习近平总书记曾经指出,技术要发展,必须要使用。要着力推进核心技术成果转化和产业化。
  邓中翰建议,针对人工智能技术的应用,强化国家标准的制订和执行。标准是同时发挥政府和市场作用、创造市场需求的最佳途径。我们要面向市场来创新发展,制定国家标准,推动技术升级,借助市场化应用促进行业发展。
  “我们必须立足自主创新。”邓中翰说,习近平总书记多次强调“真正的核心技术是买不来的”“核心技术靠化缘是要不来的,只有自力更生”。在人工智能方面,跟跑、并跑、领跑要同时进行。公共安全视频监控是公认的人工智能落地最快的场景之一,“是我国在人工智能上领跑的无人地带和突破口”。邓中翰建议,推动系列国家强制标准的落地,扩大在人工智能这一重大应用领域的优势,自主创新,重点突破,加快建设人工智能创新强国。

  ▲ 2017 北京工业大学开学为2016届毕业生拨穗

  初任全国政协委员的职责
  因为履职两届全国人大代表的经历,邓中翰对全国两会并不陌生。但今年第一次当选无党派届别的全国政协委员,仍然非常激动。
  邓中翰说,虽然他是第一次担任全国政协委员,但是必须要尽委员的职责,本次全国两会,他准备了三个提案。
  第一个提案是关于在人工智能的时代下,如何打造我们的芯片,从而能够在人工智能的时代可以抓住先机;第二个提案是围绕着集成电路产业在上市融资等方面需要进一步的扶持,“希望国家能够对集成电路领域关系到国家战略的产业进行扶持,从而能够让更多在技术上领先、在技术上有突破、对国家有重要的战略支撑的企业能够早一点上市”;第三个提案是围绕国家的信息安全,特别是围绕平安城市,将国内很多信息化设备的安全性,包括摄像头安全性,还有其他公共安全设备的安全性,进一步的提升。
  邓中翰认为,包括他在内的从海外留学归国、在中关村创业的科技人员都感到现在的机遇非常好,“国家提供了这样一个伟大的机遇,能够将自己的科技成果应用于我们国家的各个方面,并且能够取得一定的成果,确实非常感动”。
  1999年回国以来,邓中翰始终致力于我国超大规模集成电路芯片的研发、设计及产业化工作。这些年来,邓中翰带领他的团队将数亿枚芯片打入到国际市场,装配在苹果、三星、戴尔、惠普等国际品牌的产品中。“星光中国芯工程”团队无论在专利申请、技术突破还是市场的应用方面都取得了很多的成绩,特别是围绕着公安部交给的重大国家任务,制定国家在公共安全视频监控领域的国家标准,发挥了关键性的作用。
  邓中翰率领团队与公安部第一研究所合作、牵头推动了我国GB25724公共安全视频监控数字视音频编解码国家标准的制定,为我们国家在十三五期间能够建成全域覆盖、全网共享、全程可控和全时可用的天网工程和雪亮工程打下了坚实的技术基础。
  “大家都知道制定标准极为重要, 很多公认的一流企业定标准,过去国家也希望定标准,但是我们没有核心的芯片,比如我国3G的推迟也是因为我们有了标准但是没有芯片,因此这些年来我们通过芯片技术的积累、提升,申请了大量的专利,并且推出了我们核心的芯片,在此基础上形成了国家的标准,推动了整个围绕着智能化的天网工程和雪亮工程,为老百姓、为我们的社会提供平安城市、平安中国和立体化防控的体系,使得老百姓有更强的安全感,这是幸福感的重要指标,也是获得感的重要指标。”
  相对于国际很多暴恐事件、枪击惨案而言,安全成了中国在世界上的重要名片,“能够为这样的一个工程在技术上进行创新、突破、制定国家标准、创造芯片,也是我们科技工作者、创新创业者义不容辞的责任,也是一个光荣的任务”。

  ▲ 全国人大代表 中国工程院院士 邓中翰 在两会现场接受采访

  从“弯道超车”到“换道超车”
  公开数据显示,每年我们国家进口的最大物资不是石油天然气,也不是粮食,而是芯片,一年进口额多达2000多亿美元。“没有芯片的安全,就没有信息的安全,就没有国家的安全。” 邓中翰说。
  一直以来邓中翰从事集成电路产业和芯片设计研发,芯片技术是信息革命技术的核心和主要推动力,习总书记多次要求抓住不放、实现跨越。邓中翰认为,芯片人在新时代有三条路来提升我们国家在芯片、在集成电路产业的创新能力:第一、在国际上成熟的技术路线上跟跑,通过我们人才、技术、政策各方面的扶持和积累,能够实现赶超;第二、在抓住市场需求旺盛的新兴的领域里面,与国际的同行并跑,争取在弯道中能够超车,利用国内市场和广大制造业的基础,能够实现弯道超车;第三、在一个新兴领域里,率先形成国际的第一个芯片标准,国际上的前沿科技还有很多无人地带,要有勇气去探索,并且在这样的领域里面首先插上我们的五星红旗、我们的“中国芯”。
  “围绕着公共安全视频监控的国家标准就是这样的一次在无人地带上的自主创新的实践。”邓中翰说,中央政法委、国家发改委、科技部、工信部、公安部、财政部等九部委编制了《公共安全视频监控建设联网应用“十三五”规划方案》,“星光中国芯工程”与公安部第一研究所作为联合组长单位牵头制定了《公共安全视频监控数字视音频编解码技术要求》(GB/T 25724,简称“SVAC国家标准”)和《公共安全视频监控联网信息安全技术要求》(GB 35114)国家强制标准,并在此基础上形成了国家“天网工程”“雪亮工程”的《公共安全视频图像信息联网共享应用标准体系》。该标准体系大量采用新一代人工智能技术以及大数据、云计算、物联网等新技术,率先在实践中全面建设一个上亿部摄像头的大的网络,给社会提供安全和打击犯罪、维护社会稳定的信息化手段。基于自主开发的、安全可控的芯片、算法、设备和软件,其技术总体处于世界领先水平,我国也成为世界上第一个在安防监控领域出台技术标准的国家。
  “我们通过标准、通过专利、通过芯片的研发,形成了一个自主创新的中国人的高地,从而能够在这个领域实现领跑,我觉得这算是一种‘换道超车’的思维。”邓中翰坚定地说,“因为集成电路、芯片具有很多广泛的领域,由众多的产品、众多的技术组成的,我们不是靠单向的冠军,我们需要跟跑、并跑、领跑三条路同时都要去追求,从而来实现我们芯片和集成电路产业整体的腾飞,在新时代下大有可为,中国正在稳稳当当地从第二经济体走向强国,在这样一个人生难得的机遇期中,我们能够在这样的一个产业中做出贡献,为我们国家打造创新型强国,特别是在芯片集成电路信息产业的核心地带能够创造业绩是非常幸运和光荣的。”
  面对人工智能的大趋势,邓中翰表示,在当下人工智能的时代,新一代的人工智能获得了包括业界和社会的广泛关注,国家也专门出台了关于推进新一代人工智能技术的规划和推进计划,“星光中国芯工程”团队经过几年的努力,率先填补了国产芯片的空白,拿出了一款达到世界先进水平的、具有深度学习神经网络计算的处理器,名为“NPU”,称之为星光智能一号,全国两会之后即将推出星光智能二号,功耗将比一号更低,计算和学习能力提高到一号的十六倍,“星光中国芯工程”在技术上不断保持着自主创新。
  邓中翰表示,用标准带动应用,以应用催生市场,从市场创造需求,再由需求引导技术创新与进步,是国际巨头实现技术领先和市场垄断的“铁律”。近年来,SVAC国家标准被广泛应用在天网工程、平安城市、雪亮工程、智能交通、智慧城市、数字边境等国家重大项目建设中,在公共安全、信息安全、边防安全、社会稳定、城市建设、产业升级和经济发展等方面做出了贡献,并在技术上实现了“领跑”。
  结束中国“无芯”历史
  回国创新创业之前,他是加州大学伯克利分校建校130年来第一位横跨理、工、商三学科的学者,曾在美国国际商业机器公司(IBM)工作,负责超大规模CMOS集成电路设计研究,并提交了多项美国发明专利申请。
  邓中翰从小和所有同龄的男孩一样,喜欢科学,崇拜科学家。这种天然的喜爱和在当时“学好数理化,走遍天下都不怕”的时代理想影响下,邓中翰考入中国科技大学地球与空间科学系就读。
  在1992年,一个中国学生能获得加州大学伯克利分校物理系的录取是罕见的事,不过,发生在邓中翰身上,大家觉得一点也不奇怪。在这个产生诺贝尔奖大师最多的高校里,邓中翰感受到硅技术和信息技术最前沿的冲击,他决定选修与自己专业有一定距离的电子工程专业。面对学校对他“知识结构有欠缺”的担忧,邓中翰闭门苦读,最终以全A的成绩顺利拿下电子工程博士学位。
  1997年,邓中翰结束了学习生涯,来到硅谷自主创业。上天对邓中翰似乎格外优待,他创办的一家研制高端平行数码成像技术的公司很快获得了成功,公司市值顶峰时达到1.5亿美元。看起来,他已经实现了富裕而安逸的“美国梦”。
  就在这时,邓中翰遇到了时任中国科协主席周光召院士,他向邓中翰提出了一个沉甸甸的问题,“中国半导体工业可能要走一条新的道路才行,你想想看,有什么好的办法。”听完介绍,邓中翰意识到:作为电子信息领域的核心,中国的芯片技术必须发展起来。
  一种时代赋予的责任感让邓中翰心中为之一动。1998年,在一次与中央领导的座谈中,邓中翰汇报了关于企业创新发展的大胆见解,他提出不能仅仅靠国家实验室的方法来创新,还要建立起支撑创新的产业,通过产业来推动国家的创新发展。他的报告得到了高度赞赏,前方的路豁然开朗。1999年的7月,邓中翰正式踏上了归国创业之路。
  回国创业落户中关村,接下来一系列实际的问题迎面而来。万事开头难。公司成立不久,就遇到了一些让邓中翰颇为费神的事:“为什么注册公司要先有办公室?为什么招聘的清华毕业生需要北京户口?”
  到了1999年冬天,办公地的暖气不足,而且下班之后暖气就停了。初创企业,节约成本,邓中翰想着省一省,熬过这个冬天就好了。到了2001年,资金断流的危险即将显现。经过反复权衡,邓中翰和几位创始人狠下心,决定用他们的个人存款、房产和股票抵押给银行贷款。
  除了资金“断流”,邓中翰还面临人才“断流”,当时,国内几乎找不到有经验的芯片设计顶尖人才,邓中翰不得不亲自上阵,到清华去兼任教职,培养芯片人才。
  直到2001年,第一枚百万门级超大规模数码图像处理芯片“星光一号”正式研制成功,第一块具有中国自主知识产权、世界领先的多媒体芯片诞生,彻底结束了中国“无芯”的历史。
  之后的几年,“星光中国芯工程”的发展进入了快车道。“星光一号”到“星光五号”数字多媒体芯片接连推出。2005年11月,中星微电子集团顺利实现了又一次华丽转身——在美国成功上市,成为中国第一家凭借核心技术在纳斯达克上市的国内高科技公司。
  2009年,41岁的邓中翰当选中国工程院院士。
  如今,“星光中国芯工程”的多媒体芯片全球销量更是高达数亿枚,成功占领计算机图像输入芯片市场份额60%以上。邓中翰也因此收获了很多荣誉,被誉为“中国芯之父”。
  美国对中兴芯片禁售7年之后正是“中国制造2025”所对应的2025年。作为一名芯片人和科技工作者,如何进一步提升中国芯片的国际地位,邓中翰觉得他和他的团队责无旁贷,更是使命在肩。
  对话邓中翰·新时代下的责任和机遇
  《中华儿女》:最近中美贸易战中,美国对中国芯片出口给予了全面的封锁。作为一个从事芯片研究的工作者,您怎么看这个问题?
  邓中翰:芯片核心技术是国之重器,是买不来的,必须走自主创新的道路。自主创新的道路是非常艰难的,希望自主创新企业在资金、人才培养、产品应用上获得更多的支持。
  《中华儿女》:结合您的个人经历,我们知道您个人的成功,包括您的研发之路伴随着中国改革开放四十年这样一个进程,您也看到了中国进步发展的大好机遇,您怎么来评价您自己的个人经历跟中国改革开放四十年之间的关联?
  邓中翰:我们这个时代的每一个人都与改革开放深深地联系在了一起,我20岁出国留学, 30岁的时候应邀回国创新创业,40岁成为从事国家的战略任务的完成人,我感受到我们国家在改革开放每一个阶段、每一个重大举措、每一个重要的改革,包括机制、包括在思维上对我们深刻的影响。我过去从一名学生能够享受到改革开放出国留学的政策,能够到加州大学伯克利去留学,拿了物理学的硕士、经济学的硕士、电子工程与计算机科学的博士,掌握了很多后来非常有用的知识和本领,我觉得这一点在过去年龄比我更大的一些人是很难想象的。之后中国进入到经济发展的快车道,在创新、在产业的发展上突飞猛进,我在硅谷创业成功之后感受到国家的吸引和号召,能够较早的、1999年就回到北京中关村开始承担“星光中国芯工程”,担任总指挥,并且做出中国的第一颗芯片通往国际市场,彻底结束了“无芯”历史,我这样的人生机遇是离不开我们国家的改革开放,我们不仅送留学生出去,还能吸引他们回来。
  担任院士之后,又承担国家的天网工程、雪亮工程的标准的制定,这样的一个举动不仅仅是国家战略工程的需求,技术上也是国际前沿的无人地带,国际上没有这样的标准,通过我们芯片的创新、通过我们申请大量的专利、通过我们形成的这样一个国家的标准,能够在人生这样一个阶段为国家重大的建设和围绕着公共安全、国家安全的科技创新事业做出这种贡献,是每一个科技工作者梦寐以求的,我所崇拜的偶像钱学森先生,他曾经也是留学出国,然后在国家建设的初期就排除很多困难回到祖国,在“两弹一星”的工程中发挥了巨大的作用,形成了今天我们称道的“两弹一星”精神。近日,习近平总书记在武汉考察时指出,过去在外部封锁下,我们自力更生,勒紧裤腰带、咬紧牙关创造了“两弹一星”,这是因为我们发挥了社会主义制度优势——集中力量办大事。下一步,科技攻关也要发挥“两弹一星”的自主创新精神,要摒弃幻想、靠自己。我们这些在新时代下成长发展起来的科技工作者赶上了改革开放,我们出去留学,回国创新创业,我们又担任国家重要工程的承担者,能够将钱学森这样的“两弹一星”的精神在我们的人生中能够贯彻实施,我们是非常幸福的。有了这样的偶像,能够有这样一个改革开放的大的机遇下学习我们的偶像,可以一步步追寻着偶像的脚步,去成长、去为国家做贡献,也实现了自己的人生,我觉得这也是印证了我们的改革,让更多的人能够在国家的发展和建设中实现美好的人生,也为国家、为社会做出贡献,这样的人生是非常幸福的。
  《中华儿女》:如今归国创业形成了一种潮流,但您是1999年回来的,当时这个创业的环境并不是那么兴盛,您当时是什么样的初衷促使您回国创业?
  邓中翰:我在硅谷创业成功后,1999年应邀回国参加五十年国庆观礼,在观礼台上心潮澎湃,思绪万千。我为国家从解放以后到改革开放,在工业、农业、教育、国防等各个领域取得的成绩非常的骄傲和自豪,同时又很惭愧地扪心自问,国家的建设自己还没有参与,那时候国家非常希望能够在硅谷、在集成电路产业里面有自己的力量,所以在国家领导人的号召之下,两个星期后我就担任了“星光中国芯工程”的总指挥,为此回来之后就没有再去美国发展,就留下来了,后来到2001年拿出第一枚芯片打入到国际市场,2004年荣获了国家科技进步一等奖,2005年中星微电子集团也在美国的纳斯达克率先作为中国核心技术企业上市,就这样一路走来,正是一种不忘初心,在回国的过程中争取为国家做点事情。
  《中华儿女》:能不能用一句话分享一下在新时代您有什么新期望?
  邓中翰:新时代我们一定要走新的发展理念指引的道路,特别是创新驱动发展,作为一名科技工作者、一名芯片的研发者,深刻感受到在新时代下我们的责任,也同时感受到这是一种重大的机遇,我很希望我国的自主创新能够在国家的创新驱动发展战略指引下,能够通过我们这一代人的努力实现我们的强国梦,实现中华民族伟大复兴的中国梦。

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