人工智慧晶元技術是怎麼做的

㈠ 什麼是人工智慧晶元（NPU）

NPU是網路處理器。嵌入式神經網路處理器採用「數據驅動並行計算」的架構，特別擅長處理視頻、圖像類的海量多媒體數據。

2016年6月20日，中星微數字多媒體晶元技術國家重點實驗室在北京宣布，已研發成功了中國首款嵌入式神經網路處理器（NPU）晶元，成為全球首顆具備深度學習人工智慧的嵌入式視頻採集壓縮編碼系統級晶元，並取名「星光智能一號」。

這款基於深度學習的晶元運用在人臉識別上，最高能達到98％的准確率，超過人眼的識別率。

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人工智慧晶元的種類：

1、通用晶元（GPU）。GPU是單指令、多數據處理，採用數量眾多的計算單元和超長的流水線，主要處理圖像領域的運算加速。GPU是不能單獨使用的，它只是處理大數據計算時的能手，必須由CPU進行調用，下達指令才能工作。

2、半定製化晶元（FPGA）。FPGA適用於多指令，單數據流的分析，與GPU相反，因此常用於預測階段，如雲端。FPGA是用硬體實現軟體演算法，因此在實現復雜演算法方面有一定的難度，缺點是價格比較高。

3、全定製化晶元（ASIC）。ASIC是為實現特定場景應用要求時，而定製的專用AI晶元。除了不能擴展以外，在功耗、可靠性、體積方面都有優勢，尤其在高性能、低功耗的移動設備端

㈡ 人工智慧晶元直連大腦，「腦機介面」大突破

近日，我國首例「腦機介面」反應性閉環神經刺激系統植入手術順利完成。該系統的植入，意味著我國具備自主知識產權的「腦機介面」高新技術產品已經走到了全方位臨床使用前的最後一步。

據悉，閉環反應性神經刺激系統為「腦機介面」在臨床領域的重要應用， 該技術通過將人工智慧晶元植入顱骨，顱內電極植入腦內，晝夜無間斷監測腦電節律，一旦預測到即將發生的癲癇就會啟動外源性干擾節律，直接阻斷致癇灶內的癲癇形成。

賽博朋克技術的又一次實現

對未來 科技 感興趣的朋友應該對《賽博朋克2077》 游戲 不陌生，在 游戲 中，你可以體驗到不同的「黑 科技 「帶來的新鮮刺激感，例如機器人、AR、VR、仿生人、記憶移植技術、智能追蹤武器等。而作為其中代表性的技術之一，仿生人技術與此次的腦機介面就有異曲同工之處。

仿生人 是將機械與人進行結合，人可以通過機械獲得更好的能力，通過「讀取」大腦的基本指令實現對機械的控制。

而腦機介面則要求我們不僅需要讀取大腦中的信息，還需要可以「寫入」，即除了能夠感知信息之外，還要能做出反應。作為是一種用戶界面，用戶可通過計算機讀取腦中的信息，經過計算處理，讓信號轉化為相關的反饋指令，計算機可以接受大腦傳來的命令，或者也可以發送信號到大腦。

正如新聞所提到的，腦機介面不僅可以做到檢測危險信號，同時還能對其進行干擾和阻止，從而防止危險行為發生。醫療領域有了腦機介面技術，更多的患者即將獲得重生的希望。

腦機介面技術的發展歷程

據悉， 腦機介面的形式，可按照在大腦中的採集位置分為非侵入、半侵入式和侵入式三種。 他們之間最大的區別是，是否對大腦採用有創口的手術方式來獲取神經元信息。其中，非侵入式模式僅作用於頭皮；而半侵入式則將設備植入頭皮和大腦皮層之間；侵入式則完全植入大腦皮層。

腦機介面技術看似很科幻，其實早在20世紀，人們就已經開始對其進行研究了。

在20世紀70年代，人類第一次對面向運動功能的腦機介面進行研究，並證實了猴可以在閉環的操作性條件作用後快速學會並可以自由地控制初級運動皮層中單個神經元的放電頻率。不過該階段大多都是對動物進行研究，直到20世紀90年代，面向運動的腦機介面有了迅速的發展，人們可以通過技術實時捕捉神經信號，並控制外部設備。

得益於多年來對動物進行的實驗基礎，腦機介面技術逐漸應用到人體，早期的植入設備例如人工耳蝸等昌肢舉可以幫助用於恢復損傷的聽覺、肢體運動能力和視覺等。

最令人印象深刻的是，在2014年巴西世界盃開幕式上，高位截癱青年Juliano Pinto通過腦機介面技術逐漸恢復下肢運動功能，同時利用人工外骨耐碧骼技術驅動外骨骼機器人行走，從而實現開球。

在我國，浙江大學也曾在2020年完成了國內首例植入式腦機介面臨床轉化研究，患者可以利用大腦皮層信號精準控制外部機械臂與機械手，實現三維空間的運動。

近年來，隨著腦機介面技術的不斷發展，眾多企業也開始在腦機介面領域布局。

說到腦機介面，馬斯克投資成立的神經 科技 公司Neruallink公司可以算是該領域的代表企業了。Neuralink曾給實驗豬的大腦表層植入過晶元，然後將豬的大腦運動無線傳輸到電腦上觀察。他們還曾在猴子的手臂和手上植入了同一枚晶元，讓猴子可以用意念控制游標移動，接住 游戲 里移動的乒乓球。

在對人體的「侵入式」腦機介面研究中，馬斯克的Neuralink公司提供了更安全的方法，它讓開顱的尺寸縮小到只有硬幣大小，從而減少對大腦的創傷。

除了國外的 科技 公司，近年來，國內也出現了一批以腦機介面為主營業務的高 科技 企業，例如研究侵入式腦機介面方向的創立於2011年的博睿康 Neuracle公司，2016年創立的科斗腦機 科技 公司、2019年創立的寧矩 NeuraMatrix和優腦銀河 Neural Galaxy，以及2021年創立的腦虎 科技 NeuroXess 等。利用腦機介面、人工智慧等飢仿技術，為醫療、 娛樂 、生產等領域提供技術支持。

結尾

縱觀腦機介面技術發展的幾十年間，人類對腦機介面的研究從動物到人體，從微創到無創，從醫療領域到生活其他各領域，給人們的生活帶來便利的同時，也存有一些擔憂。畢竟腦機介面里植入的晶元，它不會有像人類一樣的 情感 變化，在面對決定時只有演算法決定下的執行，不會出現猶豫的情況。而人類是有 情感 的，一時的危險性意識行為可能只是想想而已，並未想要付諸行動。如果搭載了腦機介面可能就會直接執行該行為，給 社會 安全帶來威脅。

參考資料：

㈢ 晶元是怎麼做成的

晶元內部製造工藝：

晶元製造的整個過程包括晶元設計、晶元製造、封裝製造、測試等。晶元製造過程特別復雜。

首先是晶元設計，根據設計要求，生成「圖案」

1、晶片材料

矽片的成分是硅，硅由石英砂精製而成。矽片經硅元素（99．999％）提純後製成硅棒，成為製造集成電路的石英半導體材料。晶元是晶元製造所需的特定晶片。晶圓越薄，生產成本就越低，但對工藝的要求就越高。

2、晶圓塗層

晶圓塗層可以抵抗氧化和溫度，其材料是一種光致抗蝕劑。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

首先，在晶圓（或基板）表面塗覆一層光刻膠並乾燥。乾燥的晶片被轉移到光刻機上。通過掩模，光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上，實現曝光和化學發光反應。曝光後的晶圓進行二次烘烤，即所謂曝光後烘烤，烘烤後的光化學反應更為充分。

最後，顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影後，掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質顯影劑中完成的，曝光是在平版印刷機中完成的。均化顯影機和光刻機一般都是在線操作，晶片通過機械手在各單元和機器之間傳送。

整個曝光顯影系統是封閉的，晶片不直接暴露在周圍環境中，以減少環境中有害成分對光刻膠和光化學反應的影響。

4、添加雜質

相應的p和n半導體是通過向晶圓中注入離子而形成的。

具體工藝是從矽片上的裸露區域開始，將其放入化學離子混合物中。這個過程將改變摻雜區的傳導模式，使每個晶體管都能打開、關閉或攜帶數據。一個簡單的晶元只能使用一層，但一個復雜的晶元通常有許多層。

此時，該過程連續重復，通過打開窗口可以連接不同的層。這與多層pcb的製造原理類似。更復雜的晶元可能需要多個二氧化硅層。此時，它是通過重復光刻和上述工藝來實現的，形成一個三維結構。

5、晶圓

經過上述處理後，晶圓上形成點陣狀晶粒。用針法測試了各晶粒的電學性能。一般來說，每個晶元都有大量的晶粒，組織一次pin測試模式是一個非常復雜的過程，這就要求盡可能批量生產相同規格型號的晶元。數量越大，相對成本就越低，這也是主流晶元設備成本低的一個因素。6、封裝

同一片晶元芯可以有不同的封裝形式，其原因是晶片固定，引腳捆綁，根據需要製作不同的封裝形式。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，這主要取決於用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等外圍因素。

6、測試和包裝

經過上述過程，晶元生產已經完成。這一步是測試晶元，去除有缺陷的產品，並包裝。

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晶元組是一組集成電路「晶元」一起工作，並作為產品銷售。它負責將計算機的核心微處理器與機器的其他部件連接起來。它是決定主板級別的重要組件。過去，晶元組是由多個晶元組成，逐漸簡化為兩個晶元。

在計算機領域，晶元組通常是指計算機主板或擴展卡上的晶元。在討論基於英特爾奔騰處理器的個人電腦時，晶元組這個詞通常指兩種主要的主板晶元組：北橋和南橋。晶元組製造商可以，而且通常是獨立於主板的。

例如，PC主板晶元組包括NVIDIA的NFORCE晶元組和威盛電子公司的KT880，它們都是為AMD處理器或許多英特爾晶元組開發的。

單晶元晶元組已經推出多年，如sis 730。

㈣ 什麼是人工智慧晶元

人工智慧細分領域之晶元一、 觀點「人工智慧+晶元」,建議暫時觀望。雖然說,我國的人工智慧晶元處於起步階段,進步空間巨大,晶元的市場前景也非常高,在人工智慧行業,得晶元者可以說得天下。總之,晶元技術含量極高,非常重要,市場空白,前景廣闊,政策扶植。