01.03 站在中国技术爆发前夜,2020年科技趋势解读

2019已经过去,我并不怀念。

站在2020年,达摩院站在科技尖峰发布了十大科技趋势。

工业5G与RISC-V模块化芯片设计将成为中国未来的科技爆发原点。

工业现代化的痛点:高可靠无线组网

在现有的制造业的生产方式中,虽然已经有全自动/半自动的生产流水线的出现,但是仍然无法避免大量的人工干预环节,在监督、检测、测试、物流等各个方面都需要现场的实时参与。


站在中国技术爆发前夜,2020年科技趋势解读

在生产管理方面,即使有MESH系统进行全过程的调度管理控制,但是其具体执行实施也仍然需要大量的人工干预。

并且,基于有线通信连接的设备,限制了工序的灵活变更与场地的灵活配置,无法满足未来对产品的柔性制造的需求。

工业5G与工业云,国产芯片的爆发原点

随着工业5G技术和工业云的到来,现有的制造业工厂的生产方式将迎来极大的转变。基于工业5G的IOT技术将传统生成设备的有线数据连接全部无线化,大幅提升了各个环节的数字化程度并完全接入工业云,涵盖流水线、机器人、检验设计、AGV等所有生产设备。


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同时,工业云未来集中式控制工厂的大脑,根据生产目标,可以智能化地产生虚拟调度方案,并且通过对远端各种设备的反向控制操作进行生产调度的直接实施。

依托于5G网络高可靠和低延时的特性和工业云强大的计算能力,未来的智能制造工厂完全可以实现集中式的生产调度控制,整个工厂柔性化能力将大为提升。在此基础上,生产过程中产生的丰富数据将进一步被分析挖掘产生价值,指导产品的设计更迭。

毫无疑问,在工业5G和工业云价值下的智能无人工厂,由于其集中调度的合理性与无人化使得其生产效率将远远超过传统人工干预的工厂。原来根据多种产品定义的不同生产线将能够被一条智能生产线替换,大大降低了工厂建设成本,无人化的生产方式也大大降低了产品的生产成本。

基于以上前景,达摩院整合阿里在通信、云计算领域的优势,近年不断加大对智慧工厂的基础技术研发投入,基于工业5G和工业云提出了未来无线化、无人化智慧工厂的基础技术框架并且进行了大量的理论分析与实测验证,达到业内领跑的能力。

伴随5G+工业带来的是国产芯片强需求

5G技术的逐渐成熟与普及,我们即将迎来“万物互联”的物联网时代。

不仅电脑、手机需要芯片,汽车、家电、医疗器械、工控设备以及教育、金融、电力、能源等与国计民生息息相关的行业都需要芯片。


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然而,中兴与华为被美国肆意制裁的事实警醒我们:如果芯片核心技术受制于人,“中国制造2025”将成为无源之水、无本之木,中国也将在物联网时代落后于西方发达国家。

5G下芯片需求井喷与芯片模块化定制

各行各业对于芯片的定义与需求是大相径庭的。

例如,能源行业需要耐高温的芯片、工控设备需要功耗低稳定性好的芯片、自动驾驶领域则需要集成各种传感器的芯片。

现有的通用处理器解决方案虽然能够适用各类应用场景,但样样行样样松。矿机芯片与AI芯片的出现就是因为通用解决方案在达到同等算力时,功耗大到难以接受。通用解决方案的局限性要求物联网领域的企业具有针对特定应用场景开发专用芯片的能力。

然而,芯片设计的门槛之高,让许多物联网初创企业望而却步。一方面如果基于已有的通用解决方案进行定制开发,高昂的授权费用,如“ARM税”、“高通税”等,可以直接抹杀企业的利润空间;另一方面如果自己从头造轮子,芯片的测试验证、全套工具链的开发与维护,同样会给企业带来无法承受的人力成本与时间成本。


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一次流片的总成本可能高达百万

模块化的芯片设计方法与指令集-IP-SoC的层次化开源体系将成为业界主流。对于企业而言,使用开源的、经过反复流片验证的成熟模块搭构专用芯片,能够大幅提高芯片设计效率。而开源的商业模式也将为企业免去高昂的授权费用,进一步为企业减轻负担。


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