人工智能与集成电路的关系探讨

人工智能与集成电路的关系探讨摘要：集成电路作为技术发展的基础，愈来愈受到国家的重视。集成电路是多元化应用的智能技术，集成电路是人工智能技术发展核心。本文就人工智能与集成电路的关系展开探讨。关键词：集成电路；人工智能；产业发展引言集成电路（IntegratedCircuit:IC）利用半导体工艺将诸如电阻、电容、电感、二极管、三极管等基本元件构成的可以完成特定功能的电子电路制作在一块极小的硅晶片上，最后构成一个不可分割的整体器件，目前所使用的电子设备均有芯片或者说集成电路的身影。1集成电路集成电路是一种能完成某项功能的微型电子器件或部件。大致由三部分构成，包括晶体管、电阻等一系列元件和承载这些元件的半导体晶片或介质片以及封装的管壳。集成电路优点包含体积小、重量轻、寿命长、成本低，这些优点决定其能够实现规模化加工生产。在集成电路的深化发展下，计算机由原来房屋大小变成现在轻便可携带。随着集成电路的进一步发展，其集成性、性能进一步提高，将成为推动人工智能发展的最核心要素之一。集成电路的发展基于电子技术的进步。（1）电子管阶段。电子管主要是利用电场在真空中对电子流的作用来获得信号的传递和放大功能。但是在具体操作中由于集成电路的体积庞大、功能消耗较大，在使用之后很快就被淘汰。但是电子管的出现却对后续的电路发展提供了更多的支持。（2）晶体管。晶体管属于一种半导体器件，是在半导体材料出现之后发展起来的一种能够替代电子管的技术形式，和电子管相比晶体管的功能较多，比如能够实现对信号的整流、放大、稳压、调制等。（3）集成电路。在现代电子信息技术的快速发展下，晶体管也逐渐被集成电路更换。在I960年的时候，美国仙童公司制做出了第一个能够被应用的单片集成电路，这一举动成为集成电路领域一个重要标志。2集成电路对人工智能的促进作用从人工智能的发展历程来看，其发展的源头正是计算机的应用，人类才开始提出人工智能的概念，因此人工智能发展史上，把上世纪五十年代定位为人工智能概念的诞生年代。真正意义上提出人工智能概念的是1956年夏天在美国特茅斯学院召开的历史首次人工智能研讨会，在会上约翰•麦卡锡首次提出了"人工智能〃的概念，后来其被称为人工智能之父，该研讨会后来一直被广泛认为是人工智能诞生的标志。而现实问题所遇到的一谈人工智能，都想到的是算法的研究与应用，当然这也有一定的道理，但从上面分析可以知道，算法属于计算机的软件层面，其实现的基础依赖仍然是计算机硬件性能。目前也有专家学者阐述的观点说，除了传统间接依赖计算机芯片的数据处理能力的同时，可否在数字集成电路器件上进行一些算法或者通过编程来实现人的思维方式，能否让器件底层“智能〃起来，可想这也许是未来人工智能技术的一个全新发展方向。也就是说，除了当前依赖高速数据处理的计算硬件来进行人工智能算法软件的设计开发与实现，还可以将人工智能算法转移到芯片电路层，如开发模拟大脑的神经元电路或者具有智能处理能力的集成电路。也就是说基于硬件实现的人工智能方法近些年也已经成为研究的热点，有不少关于人工智能和神经网络的硬件实现，虽然方向并不主流，但这其实是找到了人工智能技术的源头，即从集成电路出发，通过研究带有人工智能算法的集成电路可以来进一步提升人工智能技术的水平。从今几年召开的全球规模最大的北美消费电子产品展上高通、英伟达、英特尔、LG、IBM、百度等业界巨头纷纷都发布的各自最新人工智能芯片产品及发展战略来看，人工智能已经渗透到大众生活，而人工智能处理器在架构和功能上与传统的处理器是有很大区别的，这主要表现在内部执行程序的环节，带人工智能的处理器起主要是通过模仿人脑的神经网络，从最基本的单元上模拟人类大脑的运行机制，在某种程度上就可以不需要人为的提取所需解决问题的特征或者总结规律来实现编程。但不管是从软件层面还是硬件层面发展人工智能技术，其都依赖并取决于集成电路技术的发展水平。3人工智能技术的重要发展基础智能技术的应用本质是以集成电路为基本设计基础的计算机综合应用管理技术。人工智能技术的应用核心是算法，通过算法来实现对实际问题的训练总结，最终通过对实际问题的匹配来得到问题的最终解决方案。在科技的深入发展下，一系列算法研究变得更加复杂，而算法的复杂在实施本质上依赖计算机技术的支持，特别是需要得到集成电路的发展支持。集成电路技术的快速发展推进了计算机数据处理速度和计算机系统的应用性能，从实际操作上来看，计算机数据在处理数据信息的时候会应用一些比较复杂的数据算法，这些数据算法是人工智能算法顺利实现和有效应用的重要基础。从实际应用操作上来看，人工智能技术的深入发展需要得到庞杂算法和数据处理技术的支持，而集成电路技术的深化发展则是能够充分满足这一种需求。集成电路技术的应用和完善决定了人工智能技术的发展深度和发展水平。4集成电路产业发展的建议4.1政府指导我国应当继续坚持稳中求进的总基调，政府加大政策扶持、鼓励集成产业的创新以及完善配套政策体系。我国集成电路产业正处于发展的关键阶段，集成电路设计企业受到国外势力的打压，使得发展受阻，政府更应当重视这方面的发展，重视产业的开发和投入。认真贯彻中国制造2025计划和中国芯项目，鼓励集成电路企业的创新与发展。集成电路产业是资金密集型产业，需要大量的资金投入并且投入持续时间长，回报时间长，是一个极大耗费财力的长远投资，所以政府应加大政策扶持才能促进企业的快速发展。4.2在人力培养方面国家集成电路创新中心建立企业与高校联合培养高端人才的机制，打通互联互通的人才交流途径。集成电路行业非常缺乏人才，而高校培养的人才又往往不能适应现在产业发展的需求，所以我们要探索一条产学研融合培养人才的模式，打通企业与高校之间的交流途径，如科教融合、校企协同、国际合作，使培养出来的人才能够真正为企业所用。4.3企业布局企业应紧跟政策发展，积极推动技术创新，吸纳集成电路高新人才，发展集成电路新型产业。一方面要在现有基础上加大投入，尽快缩短中国与国际之间在设计、制造与封装技术上的技术差距，另一方面也要积极布局未来，关心全球集成电路发展动态。应当重视基础研究，选择可行的技术方向进行深入研究实现突破，从而达到跨越式发展的目标，使中国在国际中占有一席之地。增强技术创新，围绕几个重要未来集成电路产业发展趋势，发展集成电路设计，走向自主设计之路。结论人工智能与集成电路是两个相辅相成、相互促进的高端技术领域，以集成电路为基础的芯片技术为人工智能技术的发展奠定基础，而人工智能技术也会反作用与集成电路技术发展。人工智能的发展离不开集成电路的支撑，集成电路的升级也对人工智能发展的起到了积极的促进作用，在两者的良性互动下，人工智能与集成电路一定会走得更远、走得更好，也会更多更好地造福全人类。参考文献王鹏飞.中国集成电路产业发展研究[D].湖北:武汉大学