文/刘启强

【导读】

深耕物联网、微电子领域数十年，为了更好地将毕生所学、所研推向市场，推动智慧城市建设发展，他于2014年发起成立广州智慧城市发展研究院（以下简称研究院），以中山大学为技术依托，结合产学研合作，致力于物联网芯片、智能终端和系统应用技术等物联网相关领域研究。他就是广东“特支计划”科技创新领军人才，广东省半导体行业协会副会长、中山大学研究员、广州智慧城市发展研究院院长胡建国博士。经过几年发展，他带领研究院在智慧城市以及“互联网+”、信息安全物联网芯片、人工智能等领域就顶层设计、政策研究、产业规划等相关方面开展了大量研究创新工作。初心不改、鸿渐携行，矢志成为物联网芯片开拓者、领航者。近日，本刊记者专程赴研究院拜访了胡建国博士，并就物联网芯片产业发展等相关问题进行了深入访谈。

研究院院长胡建国博士

坚持“三个面向” 解决“卡脖子”技术难题

《广东科技》：胡院长您好！作为广州智慧城市发展研究院的院长，请您首先给大家介绍一下研究院是一家怎样的科研机构？你们院成立的宗旨又是什么？

胡建国：广州智慧城市发展研究院是受国家信息中心指导，由政府、业内知名企业、高校以及其他服务机构共同发起成立，是政、产、学、研、资融合发展的协同创新平台。研究院成立的宗旨，是面向智慧城市发展战略，聚焦物联网芯片、智能终端和系统应用技术，围绕智慧城市建设所需的电子标识、图形标识、生物标识、人工智能、射频模拟电路等物联网底层核心技术开展科学研究、关键技术研发、人才培养、产业创新及孵化。

2016年，习近平总书记在全国科技创新大会上对科技创新提出了“三个面向”的要求——面向世界科技前沿，面向经济主战场，面向国家重大需求。研究院自成立以来就一直是按照总书记的这些要求，致力于解决经济发展和产业发展中遇到的一系列“卡脖子”技术难题。

研究院获得的各种认定和称号

《广东科技》：成立以来，研究院开展了哪些重大研究工作？取得的主要成果又有哪些？

胡建国：自2014年成立以来，研究院开展了一系列重大研究工作。按照不同的研究方向，主要分为三个领域：一是信息感知领域，集合核心技术力量，主要成果有RFID、二维码、指纹、指静脉和人脸识别等技术，技术对标国内外同行，具有低功耗、小面积和高速处理等优势；二是信息安全领域，针对区块链、系统安全、片上安全、加密算法、随机数产生器、侧信道攻击和物理攻击等技术进行了研究，成果主要集中在易于集成到SoC芯片中的相关算法、电路和IP核等领域，通过孵化企业进行了相关成果转化，获得了比较高的经济价值回报；三是人工智能领域，陆续开展了计算机视觉、深度学习、图像处理、视频处理等技术的研究，目前已成功将相关算法集成到FPGA芯片中。总之，策略上采取成熟一个落地一个、转化一个，通过联盟及孵化企业进行终端市场运用，获取的经济收益再源源不断注入到新的产品研发当中。如此形成良性循环，研发人员获得丰厚的价值回报，从事开发的积极性就更高了。

通过几年的结构优化及整合，研究院陆续主持或牵头承担了省市各类重大科技项目，比较典型的有：2016年的广州市创新领军团队项目“移动支付芯片研发与产业化”；2019年的广东省重点领域研发计划芯片重大专项项目“物联网芯片关键技术研究与产品研发”。经过这些年的发展，研究院获得了包括广东省智能移动医疗健康管理重点实验室、广州市物联网标识与感知芯片重点实验室、广东省生物特征标识芯片与应用系统工程技术研究中心、广东省智能网联汽车终端及应用工程技术研究中心、广东省新型研发机构、广东省智慧视听产学研创新平台等在内的诸多资质认定和荣誉称号，奠定了研究院在智慧城市相关领域中的研发创新实力。

承担重大科技专项 实现关键技术突破

《广东科技》：据了解，您本人就是2019年“物联网芯片关键技术研究与产品研发”项目的负责人，请介绍一下这个项目的基本情况。

研究院的测试产线

胡建国：这个项目是由超讯通信股份有限公司、安凯（广州）微电子技术有限公司、广州粒子微电子有限公司、广州慧智微电子有限公司、广芯微电子（广州）股份有限公司、广州智慧城市发展研究院、广州搏创信息科技有限公司、华南师范大学等单位共同联合开展的一个专题研发项目。其中，超讯通信是牵头单位。这个项目的目标是在智能感知、数据采集、数据传输、数据分析等关键技术上实现突破，研发出低成本和低功耗的物联网芯片，以打破物联网核心芯片受制于国外厂商的被动局面，进而推动广东省物联网通用芯片的优化、转型与升级，同时，也扩大国产物联网芯片的市场优势与市场竞争力，争取良好的经济和社会效益。

这个项目的预期成果是研发出五种芯片，包括：物联网蓝牙芯片、窄带物联网通信芯片、窄带物联网射频前端芯片、物联网处理器芯片和近距离无线通信芯片，相关芯片的预期新增销售数量会过亿颗，销售额可达到数亿元。

《广东科技》：下一步，在智慧城市发展方面，研究院将开展哪些重大专项工作或研究。

胡建国：下一步的工作有很多，大致主要有两个方面。首先是人工智能芯片方面，在有功耗、面积、延迟的约束下，如何做到更高的计算性能是学术界和产业界普遍关注的焦点。人工智能芯片不再是单纯地由工艺变化的曲线来驱动，而是进入架构创新的阶段，需要提出更适合深度学习计算的硬件架构及其电路模型。研究院将对可配置、可重构人工智能芯片架构，解决能效、面积、可编程性、架构动态可变性等关键科学和技术问题进行研究。

其次是生物特征标识芯片。传统的光学式、热感应式、超声波式或电容式指纹传感器虽然能够实现较好的识别效果，但安全性不够，容易被硅胶假指纹膜破解。研究院将开展垂直射频指纹传感技术的研究，该技术可以穿透涂层或者玻璃，捕捉到皮肤活体层底下轮廓鲜明、清晰的指纹图像，解决硅胶假指纹膜的破解难题，达到高精度防伪功能。

鼓励半导体企业不断提升研发能力与核心技术

《广东科技》：作为物联网芯片方面的专家，请您给大家介绍一下我国物联网核心芯片目前的基本情况。

胡建国：物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮，被列为国家重点发展的战略性新兴产业之一，随着5G通信芯片关键技术的突破，物联网将迎来快速发展的时期，并被视为下一个万亿元级的技术产业。

国内外均在物联网芯片领域深度布局，其中高端应用领域仍然需要大量进口国外芯片，主要原因在于此类芯片需要极高的可靠性和稳定性，国外的公司均有几十年的技术积累，在市场竞争、芯片设计和工艺技术上有着较大优势，并已形成垄断的格局。近年来，国内的物联网芯片设计公司如雨后春笋般涌现，这些企业在国家相关政策和资本的支持下，技术和市场得到快速发展，并在中低端领域实现了较好的应用，如国内最大的芯片设计公司华为海思，几乎占据了国内芯片设计领域的半壁江山。但由于国内企业大都相对年轻，仍需加速技术和市场的积累，通过在市场应用中不断优化和升级芯片，从而在未来逐步替代国外芯片。

《广东科技》：那目前广东芯片产业处于一个什么水平？

胡建国：2019年5月，广东省发布了《广东省加快5G产业发展行动计划（2019－2022年）》，明确提出：到2020年年底，珠三角中心城区5G网络基本实现连续覆盖和商用。5G时代，物联网将会形成一个万亿元级的庞大产业，这种机遇对正处于产业结构调整和产业转型升级期的广东来说至关重要，需要快速抢抓新机遇、培育新的产业增长点、提升产业整体竞争力。

广东历来是信息产业大省，珠三角地区又是国内消费类电子产品、通信产品的最大生产基地。数据显示，全球芯片市场的近60%在中国，而中国芯片市场的60%在广东。依靠得天独厚的优势，经过数十年发展，广州及周边地区已成为国内集成电路最大的集散地和消耗地。众所周知，目前全球芯片仍以美、日、欧企业产品为主，高端市场几乎被这三大主力地区所垄断。由于一颗芯片的制造工艺非常复杂，一条生产线大约涉及50多个行业、2000～5000道工序，因此在高端芯片领域，国内厂商尚未形成规模效应与集群效应，生产仍以代工模式为主。作为芯片消费大省，广东的芯片产业目前存在设计企业偏小、制造环节空白、封测行业不强的问题，整体附加值较低。

《广东科技》：最后请您结合自身实践，谈谈如何更好地推动广东半导体产业发展。

胡建国：首先，我觉得要加强创新体系的建设，尤其是鼓励企业建立健全技术研发中心，提升研发的能力和核心技术。因为半导体产业的核心人才都在企业，因此技术高地就在企业，前沿创新也一定是由企业来实现的。其次，是要加强产学研结合，一些探索性、基础性的研发工作，还有人才的培养等等，还是需要高校、科研院所来完成的。因此，企业要联合国内知名院校和科研机构，共同建设企业工程中心和工程实验室，共同开展技术攻关和人才培养。三是要大力开展重大技术攻关和促进成果产业化的工作。政府部门建立重大科技攻关和产业化项目库，以保证半导体产业的重点领域有稳定的技术开发支撑。

（本文图片由受访者提供）

专家介绍

胡建国博士，研究员，中山大学研究生导师，先后在国防科技大学、美国斯坦福大学、中山大学求学，是广东“特支计划”科技领军人才，广州市创新领军团队带头人，广州市优秀专家。目前担任广东省物联网芯片与系统应用工程中心主任、广东省生物标识芯片与系统工程技术研究中心主任、广州市物联网标识与感知芯片重点实验室主任、广东省半导体行业协会副会长、中山大学数字家庭互动应用国家地方联合工程实验室副主任、广东省数字家庭标准委员会副主任。主要研究成果包括：获得授权和受理物联网、微电子领域中国发明专利184项，其中第一发明人150项，软件著作权、集成电路版图等10余项。已在IEEE Transactions on Industrial Electronics、IEEE Transactions on Device and Materials Reliability、IEICE Electronics Express等核心学术期刊、国际会议上发表论文50余篇，出版专著5部。在物联网感知技术研究方向的成果包括：RFID芯片、近场通信SoC芯片、生物标识芯片、智能终端及应用系统；研发的芯片与国外芯片兼容，在市场上能与国外芯片竞争；解决了芯片的实现技术、安全性、负载、可靠性等关键问题，相关产品已在金融领域广泛应用。