【導(dǎo)讀】8月28日，意法半導(dǎo)體與新加坡國(guó)立大學(xué)正式啟用了ST-NUS HELIX企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)全稱有點(diǎn)長(zhǎng)——具身AI低功耗智能加速硬件，說(shuō)白了就是沖著邊緣AI的硬件難題去的，計(jì)劃用四年時(shí)間，從算法到芯片做全棧研究。實(shí)驗(yàn)室落在了新加坡國(guó)立大學(xué)設(shè)計(jì)工程院，計(jì)算機(jī)學(xué)院也參與其中，背后還有新加坡RIE2025規(guī)劃的資金支持。合作邏輯很清晰：新加坡國(guó)立大學(xué)出科研力量，意法半導(dǎo)體出工藝和產(chǎn)業(yè)化能力，兩邊搭個(gè)平臺(tái)，把AI算法、加速器架構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、電路設(shè)計(jì)、制造工藝這些原本分散的環(huán)節(jié)串起來(lái)。
該企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室得到新加坡研究、創(chuàng)新與企業(yè) 2025 規(guī)劃(RIE2025)的資助，落戶于新加坡國(guó)立大學(xué)設(shè)計(jì)工程院，計(jì)算機(jī)學(xué)院參與了項(xiàng)目。企業(yè)實(shí)驗(yàn)室搭建起一個(gè)跨越AI 算法、加速器架構(gòu)、低功耗存儲(chǔ)系統(tǒng)、電路設(shè)計(jì)、硅制造技術(shù)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的多學(xué)科研究生態(tài)。該合作項(xiàng)目將融合新加坡國(guó)立大學(xué)的前沿科研能力與意法半導(dǎo)體在半導(dǎo)體技術(shù)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面的專長(zhǎng)。
新加坡國(guó)立大學(xué)校長(zhǎng)陳永財(cái)教授表示：“ST–NUS HELIX 企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室證明了產(chǎn)學(xué)研合作在科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新產(chǎn)品過(guò)程中的價(jià)值。結(jié)合新加坡國(guó)立大學(xué)的科研實(shí)力與意法半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化能力，我們不僅在研發(fā)先進(jìn)的前沿邊緣 AI 硬件，同時(shí)也在培育人才、搭建產(chǎn)業(yè)生態(tài)，以塑造新加坡半導(dǎo)體與人工智能產(chǎn)業(yè)的未來(lái)格局。”
意法半導(dǎo)體全球技術(shù)研發(fā)執(zhí)行副總裁Laurent Malier表示：“作為一家半導(dǎo)體垂直整合制造商，整合先進(jìn)硅制造技術(shù)、嵌入式存儲(chǔ)器、電路設(shè)計(jì)、異構(gòu)集成和芯粒技術(shù)的集成能力，是意法半導(dǎo)體的核心優(yōu)勢(shì)所在。通過(guò)啟動(dòng) HELIX 項(xiàng)目，我們將搭建貼合產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求的硬件研發(fā)底座，以探索差異化的 AI 計(jì)算技術(shù)，加快具有潛力的科研成果向大規(guī)模部署的半導(dǎo)體解決方案的轉(zhuǎn)化。”
新加坡文化、社區(qū)及青年部兼貿(mào)工部高級(jí)政務(wù)部長(zhǎng)劉燕玲女士作為榮譽(yù)嘉賓，出席了本次企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的揭牌啟動(dòng)儀式。
構(gòu)筑邊緣 AI 的未來(lái)
邊緣 AI 可以直接在設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備附近處理數(shù)據(jù)，而非完全依賴遠(yuǎn)程云端計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，這給應(yīng)用帶來(lái)更快的響應(yīng)速度、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)和更高的能效，并在網(wǎng)絡(luò)連接受限或不穩(wěn)定的環(huán)境中展現(xiàn)出更強(qiáng)的韌性。對(duì)于在現(xiàn)實(shí)世界中必須有持續(xù)感知能力、實(shí)時(shí)推理和行動(dòng)能力的 AI 系統(tǒng)（通常被稱為“物理 AI”）而言，邊緣智能正變得日益重要。
HELIX 聚焦于該領(lǐng)域中的一個(gè)關(guān)鍵前沿：嵌入式AI，將智能直接構(gòu)建于物理實(shí)體內(nèi)，例如，機(jī)器人、人形機(jī)器人或無(wú)人機(jī)，融合了多模態(tài)感知、端側(cè)計(jì)算和實(shí)時(shí)執(zhí)行能力。在功耗限制、體積緊湊的硬件上高效實(shí)現(xiàn)人工智能是HELIX 需要攻克的難題。要在邊緣端實(shí)現(xiàn)這些智能，需要在算法、軟件、系統(tǒng)架構(gòu)與硬件層面開(kāi)展全方位創(chuàng)新。
HELIX 項(xiàng)目依托意法半導(dǎo)體在人工智能領(lǐng)域的深厚沉淀，將幫助我們探索全新的融合高效計(jì)算、先進(jìn)存儲(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)級(jí)解決方案，滿足未來(lái)智能設(shè)備的各項(xiàng)需求。新加坡國(guó)立大學(xué)在集成電路、計(jì)算機(jī)架構(gòu)、AI 模型與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面擁有世界一流的科研實(shí)力，與意法半導(dǎo)體優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在本次合作框架下，新加坡國(guó)立大學(xué)與意法半導(dǎo)體的研究人員將圍繞研究課題、人才培養(yǎng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）產(chǎn)出及原型演示活動(dòng)開(kāi)展合作。
HELIX 的研究活動(dòng)將涵蓋從 AI 模型和系統(tǒng)架構(gòu)，到異構(gòu)加速器、片上存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計(jì)、芯片集成和硅片器件實(shí)現(xiàn)的完整技術(shù)棧。該項(xiàng)目將聚焦于以內(nèi)存為中心的計(jì)算架構(gòu)、創(chuàng)新的存內(nèi)計(jì)算以及可擴(kuò)展的存算一體化系統(tǒng)，并依托意法半導(dǎo)體的 P18 18nm 全耗盡絕緣體上硅(FD-SOI)技術(shù)與嵌入式相變存儲(chǔ)器(PCM)技術(shù)。P18 FD-SOI 技術(shù)支持超低功耗運(yùn)行和自適應(yīng)體偏置，而嵌入式 PCM與片上 SRAM存儲(chǔ)層級(jí)共存，在同一顆芯片上提供高密度的非易失性存儲(chǔ)能力。兩種存儲(chǔ)器技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能夠減少片外數(shù)據(jù)搬運(yùn)量，降低存儲(chǔ)受限型 AI 工作負(fù)載居高不下的功耗。
意法半導(dǎo)體將為 HELIX 項(xiàng)目輸出大量技術(shù)與工程資源，向新加坡國(guó)立大學(xué)提供基于其自研 P18 18nm FD SOI 工藝打造的專用設(shè)計(jì)硬件底座。該平臺(tái)匯聚意法半導(dǎo)體在硅制造工藝、架構(gòu)、集成以及工程能力，為研究人員開(kāi)發(fā)、集成和驗(yàn)證新型 AI 加速器概念提供工業(yè)級(jí)的基礎(chǔ)支撐。依托這套設(shè)計(jì)底座，科研人員無(wú)需從零搭建底層基礎(chǔ)設(shè)施，可以把更多精力轉(zhuǎn)移到差異化創(chuàng)新活動(dòng)，加快系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證進(jìn)度，并打通從技術(shù)探索到產(chǎn)業(yè)化的道路。
HELIX 項(xiàng)目整合在 AI 算法、加速器架構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、電路以及半導(dǎo)體技術(shù)多方面取得的進(jìn)步，致力于解決在邊緣端部署能力日益增強(qiáng)的 AI 系統(tǒng)時(shí)所面臨的能效、內(nèi)存帶寬、時(shí)延、可擴(kuò)展性與集成度五大技術(shù)挑戰(zhàn)。
培育人才，賦能新加坡半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)
HELIX 的成立是加強(qiáng)新加坡在未來(lái)邊緣人工智能及先進(jìn)半導(dǎo)體系統(tǒng)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)戰(zhàn)略性投資。通過(guò)推動(dòng)緊貼產(chǎn)業(yè)需求的研發(fā)活動(dòng)，HELIX 將增強(qiáng)新加坡國(guó)內(nèi)人工智能系統(tǒng)和芯片設(shè)計(jì)能力，并培育新一代人才。
學(xué)生、科研人員以及行業(yè)從業(yè)者均有機(jī)會(huì)參與 HELIX 主導(dǎo)的前沿項(xiàng)目，掌握最新技術(shù)的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，對(duì)接頂尖的產(chǎn)業(yè)專家，并練就適配行業(yè)不斷發(fā)展需求的專業(yè)能力。通過(guò)這些舉措，HELIX致力于搭建完善的人才輸送通道，將新加坡打造成為全球邊緣 AI 與半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新中心。
結(jié)論
HELIX的啟動(dòng)，在意法半導(dǎo)體的技術(shù)版圖上補(bǔ)了一塊重要的拼圖。其P18 18nm FD-SOI工藝和嵌入式相變存儲(chǔ)器是這次合作的技術(shù)底座，研究團(tuán)隊(duì)將在這個(gè)基礎(chǔ)上探索以內(nèi)存為中心的計(jì)算架構(gòu)、存內(nèi)計(jì)算和存算一體化這些方向。目標(biāo)也很實(shí)際：解決邊緣AI在功耗、帶寬、時(shí)延、擴(kuò)展性和集成度上的瓶頸。對(duì)新加坡來(lái)說(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室不只是做研究，還承擔(dān)著人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的任務(wù)——學(xué)生和研究人員能接觸到工業(yè)級(jí)的硬件平臺(tái)，畢業(yè)后就是現(xiàn)成的行業(yè)人才。至于四年后能跑出多少成果，能不能真正轉(zhuǎn)化成落地的芯片方案，值得持續(xù)關(guān)注。
