集成突破 新一代類腦智能計(jì)算系統(tǒng)全球首發(fā) 腦科學(xué)與類腦研究市場分析

• 李波 2024年1月3日 來源：中研普華集團(tuán)、央視財(cái)經(jīng)、中研網(wǎng) 1496 99
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據(jù)中證報(bào)報(bào)道，近日，新一代類腦計(jì)算架構(gòu)(LYRArc)和處理芯片(BPU)為技術(shù)核心的綠色類腦智能計(jì)算系統(tǒng)在橫琴國際科技創(chuàng)新中心正式發(fā)布。

據(jù)中證報(bào)報(bào)道，近日，新一代類腦計(jì)算架構(gòu)(LYRArc)和處理芯片(BPU)為技術(shù)核心的綠色類腦智能計(jì)算系統(tǒng)在橫琴國際科技創(chuàng)新中心正式發(fā)布。

據(jù)悉，研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，單芯片可支持2億神經(jīng)元擬態(tài)計(jì)算，為全球首顆億級神經(jīng)元規(guī)模的可編程類腦晶圓計(jì)算芯片，性能是Intel最先進(jìn)的類腦計(jì)算芯片Loihi2的200倍，助力未來類腦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)“體積更小，容量更大”的集成突破。

中證報(bào)指出，隨著智能計(jì)算系統(tǒng)趨近算力天花板、能耗激增、通用智能難產(chǎn)，人腦天然具備的“低能耗、并行處理、學(xué)習(xí)性和容錯(cuò)性強(qiáng)”等優(yōu)勢愈加凸顯。研發(fā)出在各方面“趨同人腦”的類腦智能，成為目前有望突破人工智能發(fā)展瓶頸的“戰(zhàn)略制高點(diǎn)”。

該系統(tǒng)的推出，為解決類腦智能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的底層核心技術(shù)問題提供了新路徑，有望助力大模型訓(xùn)練、腦仿真、工業(yè)計(jì)算模擬、社交網(wǎng)絡(luò)分析、金融風(fēng)控分析等智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，走出智能計(jì)算的“中國新路”。公司方面，據(jù)中證報(bào)表示，相關(guān)個(gè)股主要有東方中科 、新智認(rèn)知等。

據(jù)央視新聞，多家美國媒體報(bào)道，數(shù)千人對給硅谷企業(yè)家埃隆馬斯克旗下“神經(jīng)連接”公司當(dāng)志愿者“超級感興趣”。馬斯克7日在社交媒體上表示，“神經(jīng)連接”正研發(fā)視覺芯片將在幾年內(nèi)就緒。

數(shù)月前，美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)“神經(jīng)連接”公司就腦機(jī)接口項(xiàng)目展開人體臨床試驗(yàn)，相關(guān)手術(shù)過程包括去掉部分頭骨、植入芯片，芯片可以在人腦中存在數(shù)年。

在我國，腦機(jī)接口也已被列入未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)方向。中信建投認(rèn)為，人類與人工智能之間的溝通方式不斷升級，腦機(jī)接口技術(shù)正在突破人類的生理界限，不僅為殘障人士提供了前所未有的可能性，而且有望成為下一代人機(jī)交互方式。研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，腦機(jī)接口相關(guān)市場規(guī)模在2030年至2040年期間可達(dá)700億美元至2000億美元。

公司方面，據(jù)上證報(bào)報(bào)表示，中科信息：引入醫(yī)療腦機(jī)接口技術(shù)，主要用于智慧麻醉、智慧康復(fù)兩大應(yīng)用場景，完善智慧醫(yī)療整體解決方案。三博腦科： 是“醫(yī)教研”一體化的學(xué)院型醫(yī)療機(jī)構(gòu)，持續(xù)關(guān)注腦機(jī)接口技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

腦科學(xué)與類腦研究市場如何 腦科學(xué)與類腦研究市場分析

作為交叉學(xué)科又有著廣闊的應(yīng)用前景，腦科學(xué)與類腦研究已然成為國際重要前沿科學(xué)領(lǐng)域。腦科學(xué)研究是21世紀(jì)科學(xué)研究的前沿高地之一。

當(dāng)前，包括美國、歐盟在內(nèi)的世界先進(jìn)國家和地區(qū)都在積極出臺腦科學(xué)計(jì)劃。十四五規(guī)劃明確指出，要瞄準(zhǔn)腦科學(xué)、人工智能等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項(xiàng)目。

“腦科學(xué)與類腦科學(xué)研究”(Brain Science and Brain-Like Intelligence Technology)簡稱為“中國腦計(jì)劃”，主要有兩個(gè)研究方向：以探索大腦秘密、攻克大腦疾病為導(dǎo)向的腦科學(xué)研究以及以建立和發(fā)展人工智能技術(shù)為導(dǎo)向的類腦研究。

大腦是如何工作的?“中國腦計(jì)劃”主要解決大腦三個(gè)層面的認(rèn)知問題：1)大腦對外界環(huán)境的感官認(rèn)知，即探究人類對外界環(huán)境的感知，如人的注意力、學(xué)習(xí)、記憶以及決策制定等;

2)對人類以及非人靈長類自我意識的認(rèn)知，通過動(dòng)物模型研究人類以及非人靈長類的自我意識、同情心以及意識的形成;3)對語言的認(rèn)知，探究語法以及廣泛的句式結(jié)構(gòu)，用以研究人工智能技術(shù)。

人類大腦大約有1000億個(gè)神經(jīng)元，它們?nèi)绾芜B接以及連接錯(cuò)誤導(dǎo)致精神錯(cuò)亂或是出現(xiàn)嚴(yán)重的神經(jīng)性疾病，當(dāng)前人類并沒有弄清楚其中的奧秘。

緊接著，全球人口老齡化時(shí)代的到來，阿爾茨海默綜合癥、帕金森綜合癥以及亨廷頓綜合癥等神經(jīng)衰退性疾病日益成為人類的健康負(fù)擔(dān)，人類迫切地希望知道：大腦是如何工作的。

據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院出版的《2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析顯示：

大腦是人類最重要的器官，理解大腦的結(jié)構(gòu)與功能是21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)問題。

近年來，美國、歐盟、日本等國家(地區(qū))紛紛宣布啟動(dòng)腦科學(xué)研究，即“腦計(jì)劃”;腦科學(xué)研究既對有效診斷和治療腦疾病有重要的臨床意義，還可推動(dòng)新一代人工智能技術(shù)和新型信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

類腦計(jì)算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)模混合電路或新器件來仿真生物神經(jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進(jìn)而利用超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated，VLSI)系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)生物學(xué)結(jié)構(gòu)。

和現(xiàn)有馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算與存儲分離的特點(diǎn)相對，類腦計(jì)算中的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)既有計(jì)算能力，也有存儲能力。類腦計(jì)算的這種特點(diǎn)從根本上消除了馮諾伊曼體系結(jié)構(gòu)的“存儲墻”問題。通過對類腦計(jì)算進(jìn)行研究，能夠更好地理解腦計(jì)算模型，為實(shí)現(xiàn)類腦智能提供路徑。

SNN也被稱為第三代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是人工智能領(lǐng)域機(jī)器學(xué)習(xí)算法的一種，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與生物神經(jīng)科學(xué)交叉而成的新興學(xué)科。相比于傳統(tǒng)的ANN，如各種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，SNN實(shí)現(xiàn)了更高級的生物神經(jīng)元模擬水平，更容易模擬人腦低功耗高性能的處理方式，是信息技術(shù)向智能化發(fā)展的重點(diǎn)研究方向。

與ANN相比，SNN有諸多優(yōu)良特性，在實(shí)現(xiàn)低功耗、高性能的智能系統(tǒng)上潛力巨大。類腦計(jì)算研究涉及的領(lǐng)域范圍廣泛，包括材料科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、電氣工程、計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。

材料科學(xué)家研究、制造和表征可用于類腦器件的新材料，重點(diǎn)是展示與生物神經(jīng)系統(tǒng)相似特性的材料。神經(jīng)科學(xué)家提供可能在類腦計(jì)算意義上有用的新知識，并利用類腦計(jì)算系統(tǒng)來模擬和研究生物神經(jīng)系統(tǒng)。

電子和計(jì)算機(jī)工程師利用模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)?；旌想娐泛推骷順?gòu)造系統(tǒng)，模擬神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)行過程，開發(fā)由生物啟發(fā)的類腦計(jì)算系統(tǒng)。類腦計(jì)算系統(tǒng)的研究涉及到類腦處理器微體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、類腦處理器配套的軟件工具鏈和基于脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法等研究領(lǐng)域。

國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究

在現(xiàn)階段的社會(huì)發(fā)展過程中計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用具有極大的社會(huì)現(xiàn)實(shí)含義，不僅其在加速社會(huì)經(jīng)濟(jì)的道路上起到了積極的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步。

由于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)沒有相關(guān)的技術(shù)信息支撐，當(dāng)代的發(fā)展方向是積極向前的、相互融合的。不過由于當(dāng)代社會(huì)信息的共享性還有待于提高到新的階段，-些方面的信息受到一定的局限和壟斷性。

伴隨著越來越普遍的計(jì)算機(jī)科學(xué)在全世界范圍內(nèi)的迅猛發(fā)展，信息將可以被方便快捷的進(jìn)行傳播，有理由相信計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)更好發(fā)展，其對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將起到積極有效的作用。

許多新興的類腦芯片在SNN計(jì)算中顯示出巨大的潛力。 例如浙江大學(xué)的達(dá)爾文芯片，其目標(biāo)是嵌入式低功耗應(yīng)用。蘇黎世大學(xué)研究人員開發(fā)的DYNAP-SEL結(jié)合了異步數(shù)字邏輯和模擬電路，以實(shí)現(xiàn)模擬SNN實(shí)現(xiàn)。 清華大學(xué)的研究人員成功設(shè)計(jì)了混合型天機(jī)芯片 ，該混合型既可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又可以實(shí)現(xiàn)SNN。

隨著腦科學(xué)與類腦行業(yè)競爭的不斷加劇，大型企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)外優(yōu)秀的腦科學(xué)與類腦企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究，特別是對當(dāng)前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究，以期提前占領(lǐng)市場，取得先發(fā)優(yōu)勢。正因?yàn)槿绱?，一大批?yōu)秀品牌迅速崛起，逐漸成為行業(yè)中的翹楚。

中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

本報(bào)告利用中研普華長期對腦科學(xué)與類腦行業(yè)市場跟蹤搜集的一手市場數(shù)據(jù)，同時(shí)依據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局、國家商務(wù)部、國家發(fā)改委、國務(wù)院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會(huì)、中國行業(yè)研究網(wǎng)、全國及海外專業(yè)研究機(jī)構(gòu)提供的大量權(quán)威資料，采用與國際同步的科學(xué)分析模型，全面而準(zhǔn)確地為您從行業(yè)的整體高度來架構(gòu)分析體系。讓您全面、準(zhǔn)確地把握整個(gè)腦科學(xué)與類腦行業(yè)的市場走向和發(fā)展趨勢。

未來行業(yè)市場發(fā)展前景和投資機(jī)會(huì)在哪?欲了解更多關(guān)于行業(yè)具體詳情可以點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告《2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報(bào)告》。

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  2022-2027年國內(nèi)外類腦計(jì)算技術(shù)發(fā)展研究及趨勢預(yù)測報(bào)告

  類腦計(jì)算是指利用數(shù)字電路、模擬電路、數(shù)?；旌想娐坊蛐缕骷矸抡嫔锷窠?jīng)元以及神經(jīng)元間的突觸連接，進(jìn)而利用超大規(guī)模集成電路（Very Large Scale Integrated，VLSI）系統(tǒng)來模仿神經(jīng)系統(tǒng)中...

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