【導(dǎo)讀】8月28日，意法半導(dǎo)體與新加坡國立大學(xué)正式啟用了ST-NUS HELIX企業(yè)聯(lián)合實驗室。這個全稱有點長——具身AI低功耗智能加速硬件，說白了就是沖著邊緣AI的硬件難題去的，計劃用四年時間，從算法到芯片做全棧研究。實驗室落在了新加坡國立大學(xué)設(shè)計工程院，計算機學(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，兩邊搭個平臺，把AI算法、加速器架構(gòu)、存儲系統(tǒng)、電路設(shè)計、制造工藝這些原本分散的環(huán)節(jié)串起來。
該企業(yè)聯(lián)合實驗室得到新加坡研究、創(chuàng)新與企業(yè) 2025 規(guī)劃(RIE2025)的資助，落戶于新加坡國立大學(xué)設(shè)計工程院，計算機學(xué)院參與了項目。企業(yè)實驗室搭建起一個跨越AI 算法、加速器架構(gòu)、低功耗存儲系統(tǒng)、電路設(shè)計、硅制造技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)的多學(xué)科研究生態(tài)。該合作項目將融合新加坡國立大學(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)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面的專長。
新加坡國立大學(xué)校長陳永財教授表示：“ST–NUS HELIX 企業(yè)聯(lián)合實驗室證明了產(chǎn)學(xué)研合作在科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新產(chǎn)品過程中的價值。結(jié)合新加坡國立大學(xué)的科研實力與意法半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化能力，我們不僅在研發(fā)先進的前沿邊緣 AI 硬件，同時也在培育人才、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，整合先進硅制造技術(shù)、嵌入式存儲器、電路設(shè)計、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)勢所在。通過啟動 HELIX 項目，我們將搭建貼合產(chǎn)業(yè)實際需求的硬件研發(fā)底座，以探索差異化的 AI 計算技術(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)工部高級政務(wù)部長劉燕玲女士作為榮譽嘉賓，出席了本次企業(yè)聯(lián)合實驗室的揭牌啟動儀式。
構(gòu)筑邊緣 AI 的未來
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)，而非完全依賴遠程云端計算基礎(chǔ)設(shè)施，這給應(yīng)用帶來更快的響應(yīng)速度、更強的數(shù)據(jù)隱私保護和更高的能效，并在網(wǎng)絡(luò)連接受限或不穩(wěn)定的環(huán)境中展現(xiàn)出更強的韌性。對于在現(xiàn)實世界中必須有持續(xù)感知能力、實時推理和行動能力的 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)域中的一個關(guān)鍵前沿：嵌入式AI，將智能直接構(gòu)建于物理實體內(nèi)，例如，機器人、人形機器人或無人機，融合了多模態(tài)感知、端側(cè)計算和實時執(zhí)行能力。在功耗限制、體積緊湊的硬件上高效實現(xiàn)人工智能是HELIX 需要攻克的難題。要在邊緣端實現(xiàn)這些智能，需要在算法、軟件、系統(tǒng)架構(gòu)與硬件層面開展全方位創(chuàng)新。
HELIX 項目依托意法半導(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算、先進存儲架構(gòu)和應(yīng)用驅(qū)動設(shè)計的系統(tǒng)級解決方案，滿足未來智能設(shè)備的各項需求。新加坡國立大學(xué)在集成電路、計算機架構(gòu)、AI 模型與系統(tǒng)設(shè)計方面擁有世界一流的科研實力，與意法半導(dǎo)體優(yōu)勢互補。在本次合作框架下，新加坡國立大學(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)、知識產(chǎn)權(quán)（IP）產(chǎn)出及原型演示活動開展合作。
HELIX 的研究活動將涵蓋從 AI 模型和系統(tǒng)架構(gòu)，到異構(gòu)加速器、片上存儲層次結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計、芯片集成和硅片器件實現(xiàn)的完整技術(shù)棧。該項目將聚焦于以內(nèi)存為中心的計算架構(gòu)、創(chuàng)新的存內(nèi)計算以及可擴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)與嵌入式相變存儲器(PCM)技術(shù)。P18 FD-SOI 技術(shù)支持超低功耗運行和自適應(yīng)體偏置，而嵌入式 PCM與片上 SRAM存儲層級共存，在同一顆芯片上提供高密度的非易失性存儲能力。兩種存儲器技術(shù)優(yōu)勢互補，能夠減少片外數(shù)據(jù)搬運量，降低存儲受限型 AI 工作負載居高不下的功耗。
意法半導(dǎo)體將為 HELIX 項目輸出大量技術(shù)與工程資源，向新加坡國立大學(xué)提供基于其自研 P18 18nm FD SOI 工藝打造的專用設(shè)計硬件底座。該平臺匯聚意法半導(dǎo)體在硅制造工藝、架構(gòu)、集成以及工程能力，為研究人員開發(fā)、集成和驗證新型 AI 加速器概念提供工業(yè)級的基礎(chǔ)支撐。依托這套設(shè)計底座，科研人員無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，加快系統(tǒng)級驗證進度，并打通從技術(shù)探索到產(chǎn)業(yè)化的道路。
HELIX 項目整合在 AI 算法、加速器架構(gòu)、存儲系統(tǒng)、電路以及半導(dǎo)體技術(shù)多方面取得的進步，致力于解決在邊緣端部署能力日益增強的 AI 系統(tǒng)時所面臨的能效、內(nèi)存帶寬、時延、可擴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 的成立是加強新加坡在未來邊緣人工智能及先進半導(dǎo)體系統(tǒng)領(lǐng)域競爭力的一項戰(zhàn)略性投資。通過推動緊貼產(chǎn)業(yè)需求的研發(fā)活動，HELIX 將增強新加坡國內(nèi)人工智能系統(tǒng)和芯片設(shè)計能力，并培育新一代人才。
學(xué)生、科研人員以及行業(yè)從業(yè)者均有機會參與 HELIX 主導(dǎo)的前沿項目，掌握最新技術(shù)的實操經(jīng)驗，對接頂尖的產(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，在意法半導(dǎo)體的技術(shù)版圖上補了一塊重要的拼圖。其P18 18nm FD-SOI工藝和嵌入式相變存儲器是這次合作的技術(shù)底座，研究團隊將在這個基礎(chǔ)上探索以內(nèi)存為中心的計算架構(gòu)、存內(nèi)計算和存算一體化這些方向。目標(biāo)也很實際：解決邊緣AI在功耗、帶寬、時延、擴展性和集成度上的瓶頸。對新加坡來說，這個實驗室不只是做研究，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)級的硬件平臺，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。
