突破外洋垄断，全国产3D芯片为机械人“点睛”打印
宣布时间：2020-07-07来源：科技日报
古板机械人只有“手”，只能在牢固好的点位上完成既定操作，而新一轮人工智能技术大大推动了机械和人的协作，这也对机械人的灵活性有了更高要求。
要想像人一样丈量、抓取、移动和避让物体，机械人首先需要对周边世界的距离、形状、厚薄有高精度的感知，而3D视觉芯片可以引导机械人完成上述庞大的自主行动，它相当于机械人的”眼睛”和”大脑”。
近日，中科融合感知智能研究院（苏州工业园区）有限公司（以下简称中科融合）的全球首颗高精度3D-AI双引擎SOC芯片，已经在海内一家芯片代工厂进入最终流片阶段。这颗芯片将和中科融合已经进入批量的MEMS微镜3D结构光芯片，配合成为全国产高精度机械视觉的“3D之眼和脑”。
从原子的物理世界到0和1的数字世界，3D视觉“感知智能”技术是第一座桥梁。我国放量增长的工业级、消费级市场对3D芯片的刚性需求也处在爆发前夕。
5G的未来在于“万物互联”。与人具有五官类似，万物互联的机械必须由种种传感器实现感知。而在种种感官中，人类的“3D视觉”，提供了我们关于世界的70%以上的感官信息。在智能制造，金融宁静，混淆现实等众多新兴领域，3D视觉芯片技术都属于焦点基础。据知名国际调研企业Yole的报告，2023年，全球3D视觉工业将接近200亿美元。
然而，所有的高精度机械视觉系统的“3D视觉”入口都接纳了美国德州仪器公司100%垄断的DLP芯片技术（3D成像市�。�，作为3D动态结构光光源。已往一年，包括疫情期间的2020第一季度，凌驾数十亿的资金投入智能机械视觉领域，如果没有这颗“DLP”芯片，以上所有的机械视觉设备都会“失明”，基于这一技术的系统投入都将付之东流。
而美国NVDIA公司的GPU芯片则作为算力芯片，被广泛用于3D建模盘算和AI识别，让机械“智慧”运转。如果没有以上两种芯片，机械就像失去视力和大脑的人一般“失灵”。
中科融合是海内实现全国产替代DLP芯片在3D视觉领域的领头羊。据CEO、中科院苏州纳米所AI实验室主任王旭光介绍，目前市场上并不保存专用于3D的AI芯片，中科融合首次实现了AI-3D双引擎集成SOC芯片，将高精度3D建模算法引擎和基于深度学习的智能引擎，同时在单颗芯片中完成。
通过MEMS感知芯片（眼睛）和超低功耗专用AI处理器（大脑），实现高速度和高精度3D重构和识别，完成从三维物理世界到3D数字世界的转化。买通了自MEMS底层焦点制造工艺和驱动控制技术，到顶层焦点架构和深度学习算法的全感知智能技术链。
而直接控制MEMS，同时整合了高精度动态结构光建模引擎和自研NPU双引擎的SOC芯片，全世界第一颗高精度3D-AI芯片，不但本钱低，单价只有外洋同类指标产品的三分之一上下，并且功耗低至毫瓦级，“插上充电宝就能跑起来”。“同样是高精度，DLP光机模组像砖头，我们的芯片模组只有大拇指巨细，体积小功耗小，这是通过技术的代差实现的。”
MEMS芯片晶圆
电子科技大学教授周军一直专注于智能感知算法与芯片协同设计，在他看来，“人工智能芯片技术需要为应用场景效劳，中科融合以中国科学院苏州纳米所的焦点芯片技术为基础，集成了自研的高精度MEMS微镜芯片驱动、高精度3D建模算法引擎以及基于深度学习的AI加速引擎，是全世界第一次立异性地把AI芯片和高精度3D技术用芯片化的手段实现。”并且这枚高精度3D智能视觉芯片完全实现国产，在机械视觉、生物识别、智能家居、自动驾驶、游戏影视等众多需要3D建模和空间识别的应用场景，有辽阔的应用空间。
MEMS芯片阵列
作为海内第一家专注于“AI+3D”自主焦点芯片技术的科技立异型企业，中科融合的创业史可以追溯到2006年设立的中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所。
2009年，国产第一代半导体芯片技术的先驱——中科院王守觉院士（牵头）在苏州纳米所建立高维仿生信息学实验室，为苏州纳米所播下了人工智能的种子。
数年内，多位美国，日本，新加坡海归博士加入纳米所芯片专业团队，从SOI的晶圆开始，历经七年开发了包括工艺，驱动，算法，设计和光机电整合等一系列自有知识产权工艺技术，用王旭光的话说，“团队是从烧砖头开始盖房的”。
2018年，在苏州工业园区管委会和清华庄闲棋牌官网官方版金控的配合支持下，中科融合正式建立，立足传感器和深度学习融合、芯片底层硬科技，助力国家实现以具有自主知识产权的MEMS微镜芯片对DLP芯片的国产替代。
这是一支海内少有的跨AI芯片设计、算法和MEMS芯片工艺的综合性人才团队。90%以上为研发人员，平均芯片研发资历凌驾10年。依托苏州园区顶级的MEMS芯片代工线，公司具有完整的光机电研发实验室、芯片组装超净实验室和深度学习算法实验室等完备研发条件。
据王旭光介绍，目前的外洋芯片大大都是低本钱、低精度。在3-30万个3D点云，类似早期的数码相机的低区分率，“而我们的国产自研芯片可以做到上百万以上的高精度3D点云，相当于直接到了高区分率3D相机时代。越发重要的是，在提供如此高精度的同时，可以做到和低精度相机相同的低本钱、小体积。这是目前外洋的DLP芯片做不到的。”
“作为工业链上游的基础层技术厂商，我们将在5G时代，赋能具有边沿智能的3D感知设备，推动具有百亿美元规模的智能3D工业链的爆发，赶超国际顶尖水平。”王旭光体现，同时，已经过几个月测试焦点3D智能相机模组及相关产品已经在多家企业的物流分拣自动机械、高精度医疗用扫描设备等导入应用，预计在2020年第三季度将陆续正式上市。
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