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來到安徽大學的一次轉變,他開始勇攀芯片研發的高峰;攻關傳統芯片的三堵高墻,他付出十二載春秋的日夜耕耘。回顧過往,他落地扎根,碩果累累;展望未來,他將百尺竿頭,更進一步。他就是安徽大學集成電路學院教授藺智挺。2011年來到安大后,藺智挺一直緊密圍繞國家重大戰略需求,針對存儲芯片設計與應用展開了系統而深入的研究。
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存儲芯片,也稱半導體存儲器,是電子系統中存儲和計算數據的載體,是應用面最廣、市場比例最高的集成電路基礎性產品之一。存儲芯片產業是信息產業的重點,是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量。當前,存儲芯片市場占據了全球集成電路的35%以上,但幾乎被國外壟斷。《“十四五”國家信息化規劃》指出,要加快集成電路關鍵技術攻關,推動計算芯片、存儲芯片等創新。
藺智挺深知實現技術創新、發展具有中國自主知識產權的存儲芯片迫在眉睫,他針對存儲器設計與應用進行研發創新,在低功耗高可靠性存儲器設計與應用、新原理器件存儲器設計、高能效存算電路設計等方面都有了系列創新成果,已發表高水平論文50余篇,申請國家發明專利50項,有效推動國內自主知識產權的存儲器產業化。
“傳統存儲器面臨著三堵墻,攔在我們面前的第一堵墻是存儲器密度墻,隨著存儲器陣列容量增加,動態功耗靜態功耗急劇增加,大容量存儲器功耗是亟待解決的技術難題。第二堵墻是專利墻,低功耗內存專利及相關協議均被國外寡頭所控制。第三堵墻是馮·諾依曼存儲墻,存儲速度跟不上處理器速度,造成大量傳輸功耗浪費。”藺智挺介紹到。
人生在勤,履踐致遠。為了沖破這三堵墻,藺智挺帶著團隊不辭辛苦、潛心鉆研十余年,層層攻克,均取得突破。面對第一堵存儲器密度墻問題,以藺智挺為首的團隊從靜態功耗和動態功耗兩方面開展研究。針對動態功耗問題,他們系統分析了存儲器由于PVT變化造成的性能抖動,提出一種基于流水線的可配置復制位線電路,相關成果以第一作者在JSSC(集成電路設計領域的國際頂級期刊)上刊發,這是中國大陸首篇發表于JSSC的關于SRAM存儲器的論文;為了降低靜態功耗,藺智挺團隊又聚焦TFET,RRAM器件在存儲器設計中的挑戰,設計出多款低功耗存儲器。針對第二堵專利墻,他和國內頭部企業合作,展開研究。對動態隨機存儲器讀寫操作不同階段的進行深度分析,設計了多個關鍵模塊,聯合企業申請國內外發明專利十余項,承擔了安徽省科技重大專項。為打破第三堵馮·諾依曼存儲墻,藺智挺團隊又設計出高能效存算一體芯片。他們針對存算精度問題,設計了電流鏡鉗位電路;針對視頻加速需求,設計了CNN加速器。相關成果均已發表于學術界、企業界公認的集成電路設計領域奧林匹克會議IEEE International Solid-State Circuits Conference(ISSCC)和JSSC期刊(3篇)。
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藺智挺豐碩的創新成果現在應用于多家知名電子股份有限公司的芯片制造中,使得越來越多的存儲芯片實現了國產替代。
抓住機遇,擇機奮起。在模擬集成電路領域,藺智挺并不是從一開始就研究存儲器,起初是做轉換器。2011年,藺智挺來到安徽大學,當時安大陳軍寧教授團隊承擔了多個圍繞存儲器的國家科技重大專項的子課題,這為藺智挺轉向做存儲器提供了機會和平臺。“存儲芯片不能一直被國外壟斷,我很榮幸能夠加入到陳教授的團隊,在這樣一流的平臺上,我將更專注地把精力投入到存儲器設計的研究上。”藺智挺說到。此后十余年間,藺智挺便一直奮斗在存儲芯片的研發領域,安徽大學也持續給予資金、政策等全方位的支持,為他的科研之路保駕護航。“我很感謝學校的各個部門都在盡力協助著我們的科研工作,他們都為我們科研工作提供了極大的便利。”藺智挺說到。