人工智能與集成電路的關(guān)系探討

人工智能與集成電路的關(guān)系探討摘要：集成電路作為技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，愈來愈受到國家的重視。集成電路是多元化應(yīng)用的智能技術(shù)，集成電路是人工智能技術(shù)發(fā)展核心。本文就人工智能與集成電路的關(guān)系展開探討。關(guān)鍵詞：集成電路；人工智能；產(chǎn)業(yè)發(fā)展引言集成電路（IntegratedCircuit:IC）利用半導(dǎo)體工藝將諸如電阻、電容、電感、二極管、三極管等基本元件構(gòu)成的可以完成特定功能的電子電路制作在一塊極小的硅晶片上，最后構(gòu)成一個(gè)不可分割的整體器件，目前所使用的電子設(shè)備均有芯片或者說集成電路的身影。1集成電路集成電路是一種能完成某項(xiàng)功能的微型電子器件或部件。大致由三部分構(gòu)成，包括晶體管、電阻等一系列元件和承載這些元件的半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)片以及封裝的管殼。集成電路優(yōu)點(diǎn)包含體積小、重量輕、壽命長、成本低，這些優(yōu)點(diǎn)決定其能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化加工生產(chǎn)。在集成電路的深化發(fā)展下，計(jì)算機(jī)由原來房屋大小變成現(xiàn)在輕便可攜帶。隨著集成電路的進(jìn)一步發(fā)展，其集成性、性能進(jìn)一步提高，將成為推動人工智能發(fā)展的最核心要素之一。集成電路的發(fā)展基于電子技術(shù)的進(jìn)步。（1）電子管階段。電子管主要是利用電場在真空中對電子流的作用來獲得信號的傳遞和放大功能。但是在具體操作中由于集成電路的體積龐大、功能消耗較大，在使用之后很快就被淘汰。但是電子管的出現(xiàn)卻對后續(xù)的電路發(fā)展提供了更多的支持。（2）晶體管。晶體管屬于一種半導(dǎo)體器件，是在半導(dǎo)體材料出現(xiàn)之后發(fā)展起來的一種能夠替代電子管的技術(shù)形式，和電子管相比晶體管的功能較多，比如能夠?qū)崿F(xiàn)對信號的整流、放大、穩(wěn)壓、調(diào)制等。（3）集成電路。在現(xiàn)代電子信息技術(shù)的快速發(fā)展下，晶體管也逐漸被集成電路更換。在I960年的時(shí)候，美國仙童公司制做出了第一個(gè)能夠被應(yīng)用的單片集成電路，這一舉動成為集成電路領(lǐng)域一個(gè)重要標(biāo)志。2集成電路對人工智能的促進(jìn)作用從人工智能的發(fā)展歷程來看，其發(fā)展的源頭正是計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，人類才開始提出人工智能的概念，因此人工智能發(fā)展史上，把上世紀(jì)五十年代定位為人工智能概念的誕生年代。真正意義上提出人工智能概念的是1956年夏天在美國特茅斯學(xué)院召開的歷史首次人工智能研討會，在會上約翰?麥卡錫首次提出了"人工智能〃的概念，后來其被稱為人工智能之父，該研討會后來一直被廣泛認(rèn)為是人工智能誕生的標(biāo)志。而現(xiàn)實(shí)問題所遇到的一談人工智能，都想到的是算法的研究與應(yīng)用，當(dāng)然這也有一定的道理，但從上面分析可以知道，算法屬于計(jì)算機(jī)的軟件層面，其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)依賴仍然是計(jì)算機(jī)硬件性能。目前也有專家學(xué)者闡述的觀點(diǎn)說，除了傳統(tǒng)間接依賴計(jì)算機(jī)芯片的數(shù)據(jù)處理能力的同時(shí)，可否在數(shù)字集成電路器件上進(jìn)行一些算法或者通過編程來實(shí)現(xiàn)人的思維方式，能否讓器件底層“智能〃起來，可想這也許是未來人工智能技術(shù)的一個(gè)全新發(fā)展方向。也就是說，除了當(dāng)前依賴高速數(shù)據(jù)處理的計(jì)算硬件來進(jìn)行人工智能算法軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)，還可以將人工智能算法轉(zhuǎn)移到芯片電路層，如開發(fā)模擬大腦的神經(jīng)元電路或者具有智能處理能力的集成電路。也就是說基于硬件實(shí)現(xiàn)的人工智能方法近些年也已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，有不少關(guān)于人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的硬件實(shí)現(xiàn)，雖然方向并不主流，但這其實(shí)是找到了人工智能技術(shù)的源頭，即從集成電路出發(fā)，通過研究帶有人工智能算法的集成電路可以來進(jìn)一步提升人工智能技術(shù)的水平。從今幾年召開的全球規(guī)模最大的北美消費(fèi)電子產(chǎn)品展上高通、英偉達(dá)、英特爾、LG、IBM、百度等業(yè)界巨頭紛紛都發(fā)布的各自最新人工智能芯片產(chǎn)品及發(fā)展戰(zhàn)略來看，人工智能已經(jīng)滲透到大眾生活，而人工智能處理器在架構(gòu)和功能上與傳統(tǒng)的處理器是有很大區(qū)別的，這主要表現(xiàn)在內(nèi)部執(zhí)行程序的環(huán)節(jié)，帶人工智能的處理器起主要是通過模仿人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從最基本的單元上模擬人類大腦的運(yùn)行機(jī)制，在某種程度上就可以不需要人為的提取所需解決問題的特征或者總結(jié)規(guī)律來實(shí)現(xiàn)編程。但不管是從軟件層面還是硬件層面發(fā)展人工智能技術(shù)，其都依賴并取決于集成電路技術(shù)的發(fā)展水平。3人工智能技術(shù)的重要發(fā)展基礎(chǔ)智能技術(shù)的應(yīng)用本質(zhì)是以集成電路為基本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用管理技術(shù)。人工智能技術(shù)的應(yīng)用核心是算法，通過算法來實(shí)現(xiàn)對實(shí)際問題的訓(xùn)練總結(jié)，最終通過對實(shí)際問題的匹配來得到問題的最終解決方案。在科技的深入發(fā)展下，一系列算法研究變得更加復(fù)雜，而算法的復(fù)雜在實(shí)施本質(zhì)上依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，特別是需要得到集成電路的發(fā)展支持。集成電路技術(shù)的快速發(fā)展推進(jìn)了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用性能，從實(shí)際操作上來看，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)在處理數(shù)據(jù)信息的時(shí)候會應(yīng)用一些比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)算法，這些數(shù)據(jù)算法是人工智能算法順利實(shí)現(xiàn)和有效應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。從實(shí)際應(yīng)用操作上來看，人工智能技術(shù)的深入發(fā)展需要得到龐雜算法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的支持，而集成電路技術(shù)的深化發(fā)展則是能夠充分滿足這一種需求。集成電路技術(shù)的應(yīng)用和完善決定了人工智能技術(shù)的發(fā)展深度和發(fā)展水平。4集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議4.1政府指導(dǎo)我國應(yīng)當(dāng)繼續(xù)堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)的總基調(diào)，政府加大政策扶持、鼓勵(lì)集成產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新以及完善配套政策體系。我國集成電路產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展的關(guān)鍵階段，集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)受到國外勢力的打壓，使得發(fā)展受阻，政府更應(yīng)當(dāng)重視這方面的發(fā)展，重視產(chǎn)業(yè)的開發(fā)和投入。認(rèn)真貫徹中國制造2025計(jì)劃和中國芯項(xiàng)目，鼓勵(lì)集成電路企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。集成電路產(chǎn)業(yè)是資金密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量的資金投入并且投入持續(xù)時(shí)間長，回報(bào)時(shí)間長，是一個(gè)極大耗費(fèi)財(cái)力的長遠(yuǎn)投資，所以政府應(yīng)加大政策扶持才能促進(jìn)企業(yè)的快速發(fā)展。4.2在人力培養(yǎng)方面國家集成電路創(chuàng)新中心建立企業(yè)與高校聯(lián)合培養(yǎng)高端人才的機(jī)制，打通互聯(lián)互通的人才交流途徑。集成電路行業(yè)非常缺乏人才，而高校培養(yǎng)的人才又往往不能適應(yīng)現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，所以我們要探索一條產(chǎn)學(xué)研融合培養(yǎng)人才的模式，打通企業(yè)與高校之間的交流途徑，如科教融合、校企協(xié)同、國際合作，使培養(yǎng)出來的人才能夠真正為企業(yè)所用。4.3企業(yè)布局企業(yè)應(yīng)緊跟政策發(fā)展，積極推動技術(shù)創(chuàng)新，吸納集成電路高新人才，發(fā)展集成電路新型產(chǎn)業(yè)。一方面要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加大投入，盡快縮短中國與國際之間在設(shè)計(jì)、制造與封裝技術(shù)上的技術(shù)差距，另一方面也要積極布局未來，關(guān)心全球集成電路發(fā)展動態(tài)。應(yīng)當(dāng)重視基礎(chǔ)研究，選擇可行的技術(shù)方向進(jìn)行深入研究實(shí)現(xiàn)突破，從而達(dá)到跨越式發(fā)展的目標(biāo)，使中國在國際中占有一席之地。增強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，圍繞幾個(gè)重要未來集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，發(fā)展集成電路設(shè)計(jì)，走向自主設(shè)計(jì)之路。結(jié)論人工智能與集成電路是兩個(gè)相輔相成、相互促進(jìn)的高端技術(shù)領(lǐng)域，以集成電路為基礎(chǔ)的芯片技術(shù)為人工智能技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，而人工智能技術(shù)也會反作用與集成電路技術(shù)發(fā)展。人工智能的發(fā)展離不開集成電路的支撐，集成電路的升級也對人工智能發(fā)展的起到了積極的促進(jìn)作用，在兩者的良性互動下，人工智能與集成電路一定會走得更遠(yuǎn)、走得更好，也會更多更好地造福全人類。參考文獻(xiàn)王鵬飛.中國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D].湖北:武漢大學(xué)