中科融合实现全球首颗高精度3D-AI芯片，为国产高精度机器视觉提供“3D之眼和脑”

自“中兴禁芯”事件以来已有两年，芯片国产化的热度不断攀升。此前，A 股半导体板块走强，多家上市公司股价大涨。这些攻坚克难的国产芯片公司获得了更多的大众关注，人们期待看到哪怕一寸的突破。

近日，中科融合感知智能研究院（苏州工业园区）有限公司（简称中科融合）的全球首颗高精度 3D-AI 双引擎 SOC 芯片，已经在国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，共同成为全国产高精度机器视觉的“3D 之眼和脑”。

据了解，机器人要想像人一样测量、抓取、移动和避让物体，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器人完成上述复杂的自主动作，它相当于机器人的”眼睛”和”大脑”。

中科融合这颗拥有全自主知识产权的 MEMS 感知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 芯片存在的巨大刚需缺口，让中国制造、物流、安防、金融，甚至医疗行业都用上国产化的“3D 之眼、脑”。

MEMS 芯片晶圆  图源：科技日报 下同

MEMS 芯片阵列

两颗芯片满足中国“3D 之眼、脑”刚需

5G 的未来在于“万物互联”。与人具有五官类似，万物互联的机器必须由各种传感器实现感知。而在各种感官中，人类的“3D 视觉”，提供了我们对于世界的 70%以上的感官信息。在智能制造，金融安全，混合现实等众多新兴领域，3D 视觉芯片技术都属于核心基础。据知名国际调研企业 Yole 的报告，2023 年，全球 3D 视觉产业将接近 200 亿美元。

然而，所有的高精度机器视觉系统的“3D 视觉”入口都采用了美国德州仪器公司 100%垄断的 DLP 芯片技术（3D 成像市场），作为 3D 动态结构光光源。过去一年，包括疫情期间的 2020 第一季度，超过数十亿的资金投入智能机器视觉领域；而美国 NVDIA 公司的 GPU 芯片则作为算力芯片，被广泛用于 3D 建模计算和 AI 识别，让机器“聪明”运转。

如果没有以上两种芯片，机器就像失去视力和大脑的人一般“失灵”。

中科融合是国内实现全国产替代 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，目前市场上并不存在专用于 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。打通了自 MEMS 底层核心制造工艺和驱动控制技术，到顶层核心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，不仅成本低，单价只有国外同类指标产品的三分之一上下，而且功耗低至毫瓦级，“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大小，体积小功耗小，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服务，中科融合以中国科学院苏州纳米所的核心芯片技术为基础，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，是全世界第一次创新性地把 AI 芯片和高精度 3D 技术用芯片化的手段实现。”而且这枚高精度 3D 智能视觉芯片完全实现国产，在机器视觉、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，有广阔的应用空间。

作为国内第一家专注于“AI+3D”自主核心芯片技术的科技创新型企业，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）在苏州纳米所成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，历经七年开发了包含工艺，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”。

作为产业链上游的基础层技术厂商，中科融合将在 5G 时代，赋能具有边缘智能的 3D 感知设备，推动具有百亿美元规模的智能 3D 产业链的爆发，赶超国际顶尖水平。

同时，已经过几个月测试核心 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器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。