打破国外垄断，全国产3D芯片为机器人“点睛”

　　传统机器人只有“手”，只能定点完成既定操作。然而，新一轮人工智能技术极大地促进了机器与人的合作，这也对机器人的灵活性提出了更高的要求。

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　　机器人要像人类一样测量、抓取、移动和躲避物体，需要对周围世界的距离、形状和厚度有高精度的感知，3D视觉芯片可以引导机器人完成上述复杂的自主动作，相当于机器人的“眼睛”和“大脑”。

　　近日，中科融合感知智能研究院(苏州工业园)是有限的公司全球首款高精度3D-AI双引擎SOC芯片(以下简称中科融合)已在国内某芯片代工厂进入收尾阶段。该芯片将与已随中科进入批量的MEMS微镜3D结构光学芯片相结合，成为我国生产高精度机器视觉的“3D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。中国大规模增长的工业和消费市场对3D芯片的刚性需求也处于爆发前夕。

　　中科集成了这种具有自主知识产权的MEMS传感芯片技术和新一代低功耗3D人工智能芯片引擎技术，填补了国内高精度3D视觉芯片的空白，将满足3D芯片的巨大缺口，让中国的制造、物流、安防、金融，甚至医疗等行业都用上国产的“3D眼睛和大脑”。

　　两款芯片满足中国“3D眼脑”需求

　　5G的未来在于“万物互联”。和人的五官类似，万物互联的机器必须通过各种传感器来感知。在各种感官中，人类的“3D视觉”提供了我们关于世界的感官信息的70%以上。在智能制造、金融安全、混合现实等诸多新兴领域，3D视觉芯片技术是核心基础。根据国际知名调研公司Yole的报告，2023年，全球3D视觉产业规模将接近200亿美元。

　　但所有高精度机器视觉系统的“3D视觉”入口都采用美国。德州工具公司100%垄断DLP芯片技术(3D成像市场)作为3D动态结构光源。在过去的一年中，包括疫情期间的2020年第一季度，超过数十亿的资金投入到智能机器视觉领域。如果没有这个“DLP”芯片，以上所有的机器视觉设备都将“失明”，基于该技术的系统投资也将浪费。

　　还有美国NVDIA公司GPU芯片作为计算芯片，广泛应用于3D建模和AI识别，让机器变得“聪明”。如果没有以上两种芯片，机器就会像失去视力和大脑的人一样“失灵”。

　　中科融合是3D视觉领域实现DLP芯片国产化的领导者。中国科学院首席执行官表示苏州纳米院AI实验室主任王旭光表示，目前市场上还没有专门针对3D的AI芯片，中科融合首次实现了一个AI-3D双引擎SOC芯片的集成，在单个芯片中同时完成一个高精度的3D建模算法引擎和一个基于深度学习的智能引擎。

　　通过MEMS传感芯片(眼睛)和超低功耗专用AI处理器(大脑)，实现高速高精度的3D重建和识别，完成从三维物理世界到三维数字世界的转变。打通了从MEMS底层核心制造工艺、驱动控制技术到顶层核心架构、深度学习算法的全感知智能技术链。

　　直接控制MEMS，集成高精度动态结构光建模引擎和自主研发的NPU双引擎SOC芯片，全球首款高精度3D-AI芯片不仅成本低，单价仅为国外同类指标产品的三分之一，功耗低至毫瓦。“插个充电宝就能跑了。”“同样的高精度，DLP光机模块就像一块砖头。我们的芯片模块只有拇指大小，体积小，功耗低，这是通过技术的代差实现的。”

　　电子科技大学教授周军一直专注于智能传感算法和芯片的协同设计。在他看来，“人工智能芯片技术需要服务于应用场景，中国和中科院的融合。苏州基于纳米所的核心芯片技术，集成了自主研发的高精度MEMS微镜芯片驱动、高精度3D建模算法引擎和基于深度学习的AI加速引擎，在国际上首次创新性地以芯片的方式实现AI芯片和高精度3D技术。而且这种高精度的3D智能视觉芯片完全国产，在机器视觉、生物识别、智能家居、自动驾驶、游戏、电影等许多需要3D建模和空间识别的应用场景中有着广阔的应用空间。

　　填补了国内三维传感芯片的空白

　　作为国内首家专注于“AI+3D”自主核心芯片技术的科技创新型企业，中科集成的创业历史可以追溯到2006年成立的中国科学院。苏州纳米技术和纳米仿生研究所。

　　2009年，国内第一代半导体芯片技术的开创者——中科院王守爵院士率先提出。苏州纳米研究所建立的高维仿生信息学实验室是苏州纳米已经播下了人工智能的种子。

　　几年之内，多位来自美国、日本、新加坡的海外华人博士加入纳米所的芯片专业团队，历经7年，研发出包括工艺、驱动、算法、设计、光机电一体化等一系列拥有自主知识产权的技术。用王旭光的话来说，“这个团队是从烧砖开始盖房子的”。

　　2018年，在苏州在工业园区管委会和清华蒂奇金融控股的共同支持下，中科融合正式成立。基于传感器和深度学习的集成，以及芯片底层的硬技术，帮助国家实现了国产自主知识产权的MEMS微镜芯片替代DLP芯片。

　　这是国内少有的横跨AI芯片设计、算法、MEMS芯片技术的综合性人才团队。其中90%以上是R&D人员，平均拥有10年以上的芯片R&D经验。依赖苏州园区内顶级MEMS芯片代工线，公司拥有完备的光机电R&D实验室、芯片组装超净实验室、深度学习算法实验室等完备的R&D条件。

　　据王旭光称，大多数外国芯片成本低，精度低。有30-30万个3D点云，类似于早期数码相机的低分辨率。“而我们国内自研的芯片可以做到百万以上的高精度3D点云，相当于直接到达了高分辨率3D相机时代。更重要的是，在提供如此高精度的同时，可以实现和低精度相机一样的低成本和小尺寸。这是国外DLP芯片目前无法做到的。”

　　“作为产业链上游的基础层技术制造商，我们将在5G时代为3D传感设备赋能边缘智能，推动智能3D产业链爆发100亿美元规模，赶超国际顶尖水平。”王旭光表示，与此同时，经过数月测试的核心3D智能相机模组及相关产品已引入并应用于多家企业的物流分拣自动化机器和高精度医学扫描设备，预计将于2020年第三季度正式上市。