新加坡国立大学的研究人员与行业合作伙伴Soitec和恩智浦半导体一起，展示了一类新的硅系统，有望大幅提高人工智能连接设备的能源效率。这些技术突破将显著提升新加坡及其他地区半导体产业的能力。
这项创新已经在完全耗尽的绝缘体上硅(FD-SOI)技术中得到了证明，可以应用于人工智能应用的先进半导体组件的设计和制造。新的芯片技术有可能将可穿戴设备和智能设备的电池寿命延长10倍，支持物联网应用中使用的高强度计算工作负载，并将与云的无线通信相关的功耗减半。
新的颠覆性芯片技术套件将通过FD-SOI和物联网行业联盟推广，通过降低FD-SOI芯片的设计进入门槛来加速行业采用。在2024年5月3日举行了一个名为“下一代节能FD-SOI系统”的行业研讨会，来自行业和研究界的参与者分享和讨论FD-SOI技术的最新发展，并通过最先进的演示展示新功能。
“物联网设备通常在非常有限的功率预算下运行，因此需要极低的平均功率才能有效地执行物理信号监控等常规任务。同时，利用计算密集型的人工智能算法处理偶发的信号事件需要较高的峰值性能。我们的研究独特地使我们能够同时降低平均功率和提高峰值性能，”来自新加坡国立大学设计与工程学院电气与计算机工程系的Massimo Alioto教授说，他也是FD-fAbrICS (FD-SOI永远在线智能与连接系统)联合实验室的主任，该实验室设计了新技术套件。
“应用范围广泛，包括智慧城市、智能建筑、工业4.0、可穿戴设备和智能物流。在FD-fAbrICS项目中获得的显著能源改进是电池供电的人工智能设备领域的游戏规则改变者，因为它们最终允许我们将智能从传统的云转移到智能小型化设备，”Alioto教授说，他也是电气和计算机工程系绿色IC小组(www.green-ic.org)的负责人。
为人工智能设备提供超节能芯片
新加坡国立大学FD-fAbrICS联合实验室进行的研究表明，他们的FD-SOI芯片技术可以大规模部署，提高设计和系统集成生产率，从而降低成本，加快市场进入速度，并迅速得到行业采用。
“这项创新有可能加快新加坡半导体生态系统中主要参与者的上市时间，”阿利奥托教授表示。“我们希望通过FD-SOI和物联网行业联盟促进我们设计技术的大规模采用和部署。这是对新加坡人工智能和半导体行业的重大贡献，因为它在降低FD-SOI系统整体开发成本的同时，也带来了竞争优势。”
新加坡国立大学FD-fAbrICS联合实验室的研究突破利用了新加坡国立大学在不同领域的专业知识和能力，如数字电路(Massimo Alioto教授)、无线通信(Heng Chun Huat副教授)、系统架构(Trevor Carlson助理教授)和人工智能模型(李海洲教授)。Soitec、NXP和Dolphin Design等行业领导者为联合实验室的研究工作做出了贡献，该实验室也得到了科学、技术和研究局的支持。
新加坡国立大学的研究团队目前正在研究开发新型智能和连接的硅系统，这些系统可以支持更大的人工智能模型尺寸(“大模型”)，用于生成人工智能应用。由此产生的人工智能计算从云到分布式设备的分散将同时保护隐私，将延迟降至最低，并避免在大量设备同时存在的情况下无线数据泛滥。
加速FD-SOI技术的行业应用
本次行业研讨会深入探讨了FD-SOI技术的前沿进展和应用，旨在营造一个知识共享的环境，并促进FD-SOI研究界和新加坡半导体行业之间在智能和互联硅系统方面的合作。
研讨会的另一个目标是通过分享FD-fAbrICS联合实验室的研究成果，促进FD-SOI的快速采用，降低设计进入门槛。来自Soitec, GlobalFoundries, NXP和NUS FD-fAbrICS研究团队的演讲者分享了他们对当前相关技术发展的看法，例如制造和微芯片设计，以及下一代超低功耗人工智能系统的未来颠覆性技术。
FD-SOI与物联网产业联盟
FD-SOI和物联网联盟的成立是为了扩大新加坡国立大学FD-fAbrICS联合实验室对新加坡半导体生态系统的影响。Soitec和NXP是该联盟的创始成员。
联盟成员将获得创新的FD-SOI设计IP和方法，这将有助于通过高能效流程加快下一代原型设计和开发周期，特别是在快速增长的人工智能连接芯片领域。
FD-SOI和物联网联盟将支持行业对快速技术路线图和加速创新周期的近期需求。与此同时，为了确保联盟成员之间长期的可扩展性和差异化，与FD-fAbrICS行业合作伙伴协同开发的技术将由一些联盟成员进一步扩展。
