在AI大算力赛道，ReRAM存算一体如何推动革新？| 星科技•芯片半导体

以下文章来源于安安访谈录，作者郭辉

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 “‘存算一体’架构是基于传统CMOS工艺基础之上，解决当前AI大算力根源问题的终极解决方案。”亿铸科技创始人、董事长兼CEO熊大鹏表示。

亿铸科技成立于2020年6月，在上海、深圳、杭州、成都以及美国硅谷设有研发和销售中心，是目前国内唯一能够自主设计并量产基于ReRAM全数字存算一体的大算力AI芯片公司。亿铸科技基于ReRAM存算一体的技术已实现了从IP到工艺的全国产化，在中芯国际和昕原半导体等均有成熟可量产的配套工艺制程。

熊大鹏博士在中美拥有近30年的芯片行业经验，涉及研发、产品定义、产品销售及企业管理的方方面面。芯片设计领域丰富且深厚的行业认知与经验，让他在实现AI算力突破的技术十字路口上，坚定选择了“基于ReRAM的全数字存算一体”方案。

记者在采访中了解到，熊大鹏博士在创办亿铸科技之前，还曾从事半导体领域的投资，从投资者转变为一家公司的创始人，让熊大鹏对技术领域创业有了双重角度的思考。

在半导体行业工作多年，在接触到“存算一体”架构后，熊大鹏博士判断，这将是基于传统CMOS工艺基础之上，解决当前AI大算力根源问题的终极解决方案。

同时行业共识还有，实现存算一体要使用新的存储介质。ReRAM（阻变存储器）是当下最有前景的新型非易失性存储介质之一，由于其具备较当前主流存储技术的诸多显著优势，全球多家知名半导体公司都在尝试布局这一前沿性技术领域。

于是，熊大鹏在2020年成立亿铸科技，专注于“基于ReRAM的全数字存算一体AI大算力芯片”，并进入到AI大算力的竞争赛道。

熊大鹏告诉记者，亿铸基于ReRAM的AI芯片目前仍处于开发过程中，预计明年一季度实现投片。而从仿真结果以及工程样片的性能测试综合考虑来看，相比传统架构芯片，其能效比得到了至少十倍以上的提升。

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“革命性”架构AI大算力芯片

在创办亿铸科技之前，熊大鹏博士在一家知名AI芯片公司Wave Computing任中国区总经理。

熊大鹏博士于上世纪90年代初离开华中科技大学教师岗位，赴美到德州大学奥斯汀分校读博，并最终获得一个博士学位及三个硕士学位。熊大鹏向《科创板日报》记者回忆道，当时他的理想是进入半导体行业，从事芯片设计工作。

后来，他顺利实现了自己的理想。在ADC Telecomm工作期间，他曾作为这家知名企业最年轻的资深技术经理和大产品线经理，带领70多人的核心研发团队为公司贡献了数亿美元年度销售额，成为了公司的明星团队。

在日后半导体行业的职业生涯中，熊大鹏博士从研发、产品定义到产品销售再到企业的整体管理，积累了芯片设计领域丰富且深厚的行业认知和经验，尤其在AI计算领域，他对于GPU、GPGPU、ASIC、FPGA、DPU、TPU、NPU等不同的AI计算架构，都建立了非常深厚的理解，也一直在思考解决人工智能算力平台所面临的根源问题——“存储墙”、“能耗墙”和“编译墙（生态墙）”。

在其接触到存算一体架构之后，他认为这是基于传统CMOS工艺基础之上解决当前人工智能大算力这三大根源问题的终极解决方案。于是，他邀请校友及原来共同战斗在AI战线的老同事，着手成立亿铸科技，研发存算一体这一“革命性”架构的AI大算力芯片。

从亿铸科技的想法和实践来看，所谓革命性架构，即“存算一体”，是将存储和计算实现融合。更具体来讲，亿铸科技所要做的事情是，解决当前最热门的AI芯片产业发展过程中，绕不开的几座大山，最终达到“消除存储墙、减少能耗墙、降低编译墙”的理想情况。这也将是亿铸科技参与AI大算力赛道竞争的最佳“入场券”。

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明年一季度实现投片，

算力密度可提升十余倍

ReRAM（阻变存储器）是当下最有前景的新型非易失性存储介质之一，其器件结构简单，操作方式简捷，具有面积小、微缩化发展、高读写速度、低功耗、低成本，以及CMOS工艺兼容等特点。数据显示，ReRAM的读写速度是当前主流存储技术NAND的1000倍，同时功耗可以降低15倍。
当前多家知名半导体公司都在尝试布局ReRAM。松下在2013年开始出货ReRAM，成为了世界率先出货ReRAM的公司之一。2016年11月，富士通半导体开始销售其与松下共同开发的4兆字节（MB）ReRAM芯片。国内昕原半导体基于Metal Wire工艺，在ReRAM器件的设计和制造工艺已经实现了全国产化，公司也宣布已完成业界首款28nm制程ReRAM芯片流片。
此外，索尼、Adesto、Rambus、美光、东芝、三星、台积电、中芯国际等设计或制造厂商，也在以独立或合作开发的形式，向ReRAM的研究和普惠化商业应用发起冲击。
目前最早实现存算一体技术在商业化落地的是一家国外的公司，不过由于其选用了传统Flash存储介质，并且走的是模拟计算路线，比较适合对运算精度和算力要求不高的场景，但对于AI大算力这一场景来说，在精度和算力大小上，均存在较大的技术瓶颈。
因而使用新型存储介质，走数字化方向，才是当前工业界共识，既能做到模拟领域的优良能效比，又有数字领域的高可靠性。
熊大鹏介绍，亿铸基于ReRAM的AI芯片目前仍处于开发过程中，预计明年一季度实现投片。“从仿真结果以及工程样片的性能测试综合考虑来看，相比传统架构芯片，能效比得到了至少十倍以上的提升。”
熊大鹏表示，亿铸第一代存算一体商用大算力芯片将基于28nm工艺生产，其算力比肩7nm先进工艺制程的AI大算力芯片，在同等算力下可以实现十倍以上能效比。
另外，经过此前海外国家对国内禁售高性能GPU风波后，国内企业也越来越意识到AI大算力芯片新架构、新材料的重要性。熊大鹏表示，相比传统AI芯片架构，亿铸科技基于ReRAM的存算一体AI大算力芯片不仅在能效比上具有优势，在算法部署的难度上也较传统架构的AI芯片大大降低。
在商业化落地方面，据熊大鹏介绍，由于芯片本身具有非常强的通用性，基于Chiplet进行设计，可以针对不同场景做不同封装。当前安防、互联网内容推荐，乃至自动驾驶等，都是显见的应用场景。

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核心团队：技术和人同样重要

在创业之前，熊大鹏还曾从事半导体行业的投资，从投资者一方，到成为一家公司创始人，回过头来接洽一级市场投资机构，其间的身份转换也让熊大鹏对技术领域创业有了双重角度的思考。
亿铸科技于2020年6月成立，2021年底宣布完成过亿元人民币规模的天使轮投资，投资方为联想之星、中科创星以及汇芯投资。可以说，对于一家初创企业，无论是初期融资规模还是资方知名度方面，都算是站在了比较高的起点。
在记者采访熊大鹏前不久，他刚和公司投资人见了一次面。
熊大鹏认为，对投资者来说，首先他们会希望保持对公司技术本身原理的了解；其次会持续关注技术产品在不同应用场景下的落地，究竟能不能满足客户需求；第三，还会关注公司何时能够实现收支平衡、能够不再依赖融资，以及距此还需要融到多少钱。
此前的投资人经历，让熊大鹏明白，团队技术能力、技术前景固然非常重要，但核心成员是否有良好的人品、团队之间氛围如何，也非常重要。因此在选择创业后，熊大鹏对公司团队核心成员的选择，有许多自己的想法。
比如当前亿铸科技CTO Debajyoti Pal（Debu）博士, IEEE Fellow、曾就职于斯坦福大学、曾任Candence首席科学家，研究基于SRAM的存算一体IP Core。他还是熊大鹏博士的老同事，在天使轮之前就全职加入亿铸科技，全力以赴投入亿铸存算一体AI大算力芯片的研发工作。
据了解，亿铸科技核心设计团队成员来自世界顶尖NVM（非易失性存储）、AI加速器、GPU/CPU设计企业，高管团队平均拥有20余年顶级芯片及系统软件研发、管理、市场、创业经验。
熊大鹏笑称，其实公司整个团队都由志同道合的老同事、老同学组成，有意无意之间已经形成了一股团结的气氛，“核心人员之于公司相当于NBA球队的明星球员”。
如何给其他成员分一片“明星”的光芒，又如何协作、共享并分担背后的技术风险？熊大鹏告诉记者，公司目前设立了技术委员会，在芯片产品设计方案审核，还有以技术文档形式共享信息方面，运转状况良好。

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