?我國研制出國際領(lǐng)先水平的5G通信芯片內(nèi)核

曾經(jīng)如日中天的中興通訊或許不會想到，一枚小小的芯片按下了企業(yè)快速發(fā)展的“暫停鍵”：美國商務部日前宣布，7年內(nèi)禁止美國企業(yè)向中興通訊出售任何電子技術(shù)或通訊元件。

突如其來的中興危機折射出我國通信產(chǎn)業(yè)“缺芯少魂”的尷尬處境。未來“中興們”何去何從？“中國芯”彎道超車的集結(jié)號已經(jīng)吹響。中國科學院自動化研究所王東琳團隊日前正式對外宣布，其歷時九年研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的5G通信設(shè)備強大“心臟”——UCP(通用通信芯片)內(nèi)核，在計算能力和性能功耗比方面具有國際領(lǐng)先水平。

基站、光通信、手機，這三項是中興的主營業(yè)務。美國的一紙禁令究竟意味著什么？透過一組數(shù)據(jù)或可管窺一斑。根據(jù)有關(guān)報道，僅中興智能手機產(chǎn)品中就有一半以上使用的是高通芯片。

而這只是冰山一角?！皣a(chǎn)芯片目前主要應用于消費領(lǐng)域，在通信、軍事等行業(yè)應用中，與國外產(chǎn)品差距明顯，諸多短板造就了我國高端芯片受制于人的局面?！敝锌圃何靼补鈾C所副研究員、中科創(chuàng)星創(chuàng)始人米磊說。

米磊的擔憂并非多余。《2017年中國集成電路產(chǎn)業(yè)分析報告》顯示，當前我國核心集成電路國產(chǎn)芯片占有率較低，在計算機、移動通信終端等領(lǐng)域，國產(chǎn)芯片占有率幾近為零。

以此次中興被制裁的用于光通訊領(lǐng)域的光模塊為例，光模塊中包括光芯片（即激光器、光探測器），還有電芯片（即激光驅(qū)動器、放大器等）。目前低速的光芯片和電芯片（≤10Gbps）實現(xiàn)了國產(chǎn)，但高速的光芯片和電芯片（≥25Gbps）全部依賴進口。

“內(nèi)核是芯片的核心，UCP是針對移動通信領(lǐng)域需求的增強型內(nèi)核，在同等能耗下可釋放出比傳統(tǒng)架構(gòu)大得多的計算能力，可滿足新時代對極大計算能力和極低功耗的雙重渴求，引領(lǐng)我國在高密集度計算與數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車?！敝袊茖W院特聘研究員、自動化研究所原所長王東琳表示。

5G時代，萬物互聯(lián)的需求對計算能力提出了新的挑戰(zhàn)。王東琳說，無線通信領(lǐng)域?qū)π盘柼幚硭俣群偷凸囊髽O高，以往很多高端設(shè)備大都采用ASIC（依照特定應用算法設(shè)計架構(gòu)的硬加速電路）和高性能FPGA方案來應對，但這使得設(shè)備相對固化，無法適應通信領(lǐng)域信號編碼體制、算法不斷演進的需求。是否存在一種處理器（芯片的一種）既能保持高度可編程特點又能在性能功耗比上接近ASIC，即真正實現(xiàn)“軟件定義無線電”？這一直是無線電業(yè)界的一個夢想。

如今，隨著UCP內(nèi)核的研發(fā)成功，這一夢想又向前邁進了一步。根據(jù)王東琳提供的數(shù)據(jù)，UCP內(nèi)核突破了英特爾等傳統(tǒng)芯片架構(gòu)的桎梏，通過架構(gòu)創(chuàng)新?lián)碛辛烁呙芗扔嬎隳芰Γ簡魏司涂梢詫崿F(xiàn)每秒2.5GBPS的LDPC（5G標準采用的數(shù)據(jù)信道編碼技術(shù)）譯碼和50GBPS的LDPC編碼能力，每秒可以完成4G點16位定點復數(shù)FFT運算。

這是什么概念？王東琳解釋說：“UCP是目前國際上最強大的5G通信數(shù)字基帶處理內(nèi)核，可以用作5G宏基站芯片和手機芯片的核心。同時也是國際領(lǐng)先的、在可接受代價下實現(xiàn)全軟件定義5G數(shù)字基帶處理的芯片內(nèi)核，這在標準框架下算法細節(jié)不斷演進的5G時代具有極強的生命力和應用前景?！?/p>

他介紹，除了UCP內(nèi)核外，我們還研制了多款高性能內(nèi)核，不僅可以滿足移動通信領(lǐng)域應用需求，還可以在超級計算、高性能服務器等國家戰(zhàn)略領(lǐng)域以及智慧城市與社會安全、消費類電子如超高清智能電視、超靈敏超高速照相與攝像、智能家居等領(lǐng)域起到服務產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的作用。（經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)記者 沈慧）