2024年智能芯片发展将围绕两大核心方向展开:面向云端人工智能训练的高算力芯片持续突破,以及适配边缘设备的超低功耗推理芯片快速迭代。技术演进聚焦架构创新、能效优化与异构集成三大维度。
一、人工智能芯片的架构革命
1.1 大模型驱动的专用架构
- 张量核心成为基础运算单元,加速矩阵运算
- 稀疏计算技术减少无效计算功耗
- 动态精度可调架构平衡算力与能效
1.2 存算一体技术突破
近存计算架构将内存与计算单元距离缩短60%以上(来源:IEEE)。存内计算芯片通过模拟计算方式,在存储单元内直接完成乘加运算,大幅降低数据搬运功耗。
二、边缘计算芯片的关键进化
2.1 超低功耗设计范式
采用事件驱动型架构,仅在数据变化时激活运算单元。亚阈值电路设计使芯片在0.5V以下电压稳定运行,功耗降至毫瓦级。
2.2 多模态感知融合
新一代边缘芯片集成多传感器接口,支持视觉、语音、振动等信号并行处理。神经形态计算单元模拟生物神经元特性,实现脉冲神经网络高效处理。
三、异构集成引领封装创新
3.1 先进封装技术应用
2.5D/3D封装通过硅中介层实现芯片垂直堆叠,互连密度提升8倍(来源:SEMI)。Chiplet架构将不同工艺节点芯片模块化集成,显著降低开发成本。
3.2 光电融合接口
硅光互连模块开始集成于先进封装,替代传统铜互连。光链路传输带宽可达Tb/s级,同时降低90%传输功耗(来源:OFC会议)。
