新加坡國立大學的研究人員與行業合作夥伴Soitec和恩智浦半導體一起，展示了一類新的矽系統，有望大幅提高人工智慧連接設備的能源效率。這些技術突破將顯著提升新加坡及其他地區半導體產業的能力。
這項創新已經在完全耗盡的絕緣體上矽(FD-SOI)技術中得到了證明，可以應用於人工智慧應用的先進半導體組件的設計和製造。新的晶片技術有可能將可穿戴設備和智能設備的電池壽命延長10倍，支持物聯網應用中使用的高強度計算工作負載，並將與雲的無線通信相關的功耗減半。
新的顛覆性晶片技術套件將通過FD-SOI和物聯網行業聯盟推廣，通過降低FD-SOI晶片的設計進入門檻來加速行業採用。在2024年5月3日舉行了一個名為「下一代節能FD-SOI系統」的行業研討會，來自行業和研究界的參與者分享和討論FD-SOI技術的最新發展，並通過最先進的演示展示新功能。
「物聯網設備通常在非常有限的功率預算下運行，因此需要極低的平均功率才能有效地執行物理信號監控等常規任務。同時，利用計算密集型的人工智慧算法處理偶發的信號事件需要較高的峰值性能。我們的研究獨特地使我們能夠同時降低平均功率和提高峰值性能，」來自新加坡國立大學設計與工程學院電氣與計算機工程系的Massimo Alioto教授說，他也是FD-fAbrICS (FD-SOI永遠在線智能與連接系統)聯合實驗室的主任，該實驗室設計了新技術套件。
「應用範圍廣泛，包括智慧城市、智能建築、工業4.0、可穿戴設備和智能物流。在FD-fAbrICS項目中獲得的顯著能源改進是電池供電的人工智慧設備領域的遊戲規則改變者，因為它們最終允許我們將智能從傳統的雲轉移到智能小型化設備，」Alioto教授說，他也是電氣和計算機工程系綠色IC小組(www.green-ic.org)的負責人。
為人工智慧設備提供超節能晶片
新加坡國立大學FD-fAbrICS聯合實驗室進行的研究表明，他們的FD-SOI晶片技術可以大規模部署，提高設計和系統集成生產率，從而降低成本，加快市場進入速度，並迅速得到行業採用。
「這項創新有可能加快新加坡半導體生態系統中主要參與者的上市時間，」阿利奧托教授表示。「我們希望通過FD-SOI和物聯網行業聯盟促進我們設計技術的大規模採用和部署。這是對新加坡人工智慧和半導體行業的重大貢獻，因為它在降低FD-SOI系統整體開發成本的同時，也帶來了競爭優勢。」
新加坡國立大學FD-fAbrICS聯合實驗室的研究突破利用了新加坡國立大學在不同領域的專業知識和能力，如數字電路(Massimo Alioto教授)、無線通信(Heng Chun Huat副教授)、系統架構(Trevor Carlson助理教授)和人工智慧模型(李海洲教授)。Soitec、NXP和Dolphin Design等行業領導者為聯合實驗室的研究工作做出了貢獻，該實驗室也得到了科學、技術和研究局的支持。
新加坡國立大學的研究團隊目前正在研究開發新型智能和連接的矽系統，這些系統可以支持更大的人工智慧模型尺寸(「大模型」)，用於生成人工智慧應用。由此產生的人工智慧計算從雲到分布式設備的分散將同時保護隱私，將延遲降至最低，並避免在大量設備同時存在的情況下無線數據泛濫。
加速FD-SOI技術的行業應用
本次行業研討會深入探討了FD-SOI技術的前沿進展和應用，旨在營造一個知識共享的環境，並促進FD-SOI研究界和新加坡半導體行業之間在智能和互聯矽系統方面的合作。
研討會的另一個目標是通過分享FD-fAbrICS聯合實驗室的研究成果，促進FD-SOI的快速採用，降低設計進入門檻。來自Soitec, GlobalFoundries, NXP和NUS FD-fAbrICS研究團隊的演講者分享了他們對當前相關技術發展的看法，例如製造和微晶片設計，以及下一代超低功耗人工智慧系統的未來顛覆性技術。
FD-SOI與物聯網產業聯盟
FD-SOI和物聯網聯盟的成立是為了擴大新加坡國立大學FD-fAbrICS聯合實驗室對新加坡半導體生態系統的影響。Soitec和NXP是該聯盟的創始成員。
聯盟成員將獲得創新的FD-SOI設計IP和方法，這將有助於通過高能效流程加快下一代原型設計和開發周期，特別是在快速增長的人工智慧連接晶片領域。
FD-SOI和物聯網聯盟將支持行業對快速技術路線圖和加速創新周期的近期需求。與此同時，為了確保聯盟成員之間長期的可擴展性和差異化，與FD-fAbrICS行業合作夥伴協同開發的技術將由一些聯盟成員進一步擴展。
