智能化可重构 SoC 平台开发及产业化项目可行性研究报告
思瀚产业研究院 复旦微电    2023-04-29

1、项目基本情况

本项目拟开发新一代智能化可重构 SoC 技术平台和智能通信芯片 RFSoC。面向现场感知等边缘计算应用场景，针对智能座舱、智能通信、工业控制等行业 领域，提供高性能、低功耗、高安全性的产品系列。智能通信芯片 RFSoC 采用1xnm 先进制程，单芯片实现射频直采、信号处理、AI 加速等功能，针对 5G 小基站、智能通信等行业领域，提供低功耗、高性能、高集成度、高安全性、高可 靠性的产品系列。

项目建成后，将推出具有较强竞争力的国产可重构 SoC 芯片， 全面提升新一代边缘计算芯片的整体性能，紧密跟随国际智能可重构技术的领先 水平，满足边缘计算和智能通信对高性能、高集成度 AI 芯片的市场需求，进一 步提高公司的市场地位和综合竞争力。

2、项目实施背景及必要性

（1）边缘智能技术受现场感知需求驱动提升性能

边缘计算芯片主要用于边缘端的现场感知，各种应用场景的需求差异性较大， 对 AI 芯片的算力、带宽、功耗、时延、安全性等要求持续提升。随着人工智能应用的不断扩展，定位于数据中心等云端的人工智能应用普遍存在着功耗高、实时性低、带宽不足、数据传输安全性较低等问题。随着云边端协同、边缘计算、 多设备协作等泛在协同体系的扩大，边缘端计算部署将不断得到加强，对应边缘缘计算的两个典型场景。汽车厂商通过提升算力、多传感器融合等硬件配置，以及数据驱动的算法迭代，推动智能驾驶向高阶发展。

为了应对城区复杂行驶场景和保障车辆行驶的安全性，摄像模组、毫米波雷达、激光雷达等传感器多维融合，采用模糊推理、强化学习、神经网络、贝叶斯网络等先进决策算法，基于智能化芯片实现算法方案落地，在边缘端进行智能化运算将结果输出给决策系统。

工业控制主要通过 PLC 实施控制系统的智能化迭代。近年来，全球领先自动化厂商基于已有 PLC 系统的扩展总线集成人工智能模块，推动 PLC 向高性能异构化硬件和统一开放化软件的方向发展，深度支持复杂逻辑、运动控制、图像处理、人工智能等融合应用。

人工智能模块对不同的复杂工况进行识别和分类，超高速、高精度地检测出系统的瞬态变化，提高控制系统的响应速度和处理能力，及时预测设备的故障和维护需求。智能可重构 SoC 芯片单芯片集成高性能处理器、可编程逻辑阵列以及 AI 加速单元，并将不同的任务分配给不同的核心，让每个核心处理自己擅长的任务，实现边缘计算端系统控制、算法快速迭代以及 AI 加速等功能，可为智能驾驶领域算法实现以及工业控制领域智能化发展提供单芯片自适应异构计算及智能化控制解决方案。

（2）智能通信技术向“软件无线电”方向发展

智能通信芯片 RFSoC 通过单芯片实现射频直采、信号处理、AI加速等功能，简化了射频前端的电路设计，提高了信号完整性和通信质量，降低了系统的体积、功耗和成本。在半导体发展初期，射频、数字、模拟使用不同工艺分别制造。

1992年 5 月，美国 MITRE 机构的 Jeseph Mitola 在美国通信系统会议上首次提出了“软件无线电”概念，核心思想是将模数/数模转换更靠近天线，尽可能减少收发链路中的模拟电路，使大部分信号处理在软件化、可重构的硬件平台中完成，实现通信、干扰、感知、网络攻击等功能。移动通信自二十世纪八十年代诞生以来，已成为连接人类社会的基础信息网络。相比于 4G 网络，5G 网络信号频率高、通信频段多、易于被干扰，而且技术标准仍然在不断演化，频段管理的难度和成本大幅上升。

由于高频信号的传输损耗要远大于低频信号，因此 5G 网络需要将射频前端从基站向天线端前移，尽可能减少天线与射频电路馈线带来的损耗。RFSoC 实现了射频直采，不需要混频器、高速模数/数模转换等器件组成的电路

和馈线，极大降低了射频前端带来的损耗、延时、干扰和功耗。除了射频直采单元，RFSoC 还集成可编程逻辑、数字信号处理器、AI 加速器、安全管理单元等资源，利用低时延 AI 推断，从软硬件两个层面支持系统工作负载的动态适应，为 5G、6G 移动通信网络提供智能化的单芯片自适应异构计算解决方案。

（3）3D 感知和 5G 小基站市场需求高速增长

随着人工智能应用的不断扩展，边缘计算和智能通信市场，对高性能、高集成度的 AI 芯片的市场需求快速增长。边缘计算距离实体设备较近，能够充分满足系统对实时性、数据隐私和安全性高的要求。根据中国信息通信研究院数据，2021 年中国边缘计算市场规模为 436 亿元，预计到 2024 年市场规模将达到 1804亿元。

3D 成像和感知是边缘智能的典型应用，正在从消费电子向智能驾驶、工业控制等领域扩展。根据 Yole 数据，2022 年全球 3D 成像和感知市场规模为 82亿美元，预计 2028 年市场规模将达到 172 亿美元，年均复合增长率为 13.2%，其中汽车和工业应用领域增速分别为 38.5%和 13.6%。

智能通信将优先用于 5G小基站市场。全球 5G 网络快速发展，领先国家已初步完成第一批 5G 商用网络建设。根据 TD 联盟数据，2022 年全球 5G 基站部署总量超过 364 万个，同比增长 72%，全球 5G 连接用户总数超过 10.1 亿，5G 渗透率达到 12%。

中国 5G 应用进入规模复制关键期，部署小基站实现深度、密集的高频段覆盖是下一阶段重点。根据 Dell'Oro Group 预测，2025 年全球小基站市场规模将达到 250 亿美元，出货量将达到 190 万站。

3、项目实施可行性

公司致力于异构融合可编程器件的技术研发和产业化，已成功突破了多项异构融合关键技术，在 PSoC 领域形成了明显的技术集群优势。公司 PSoC 产品也已成功量产，在多个客户处取得了批量应用，已形成 PSoC 产品系列，具备全流程自主知识产权 PSoC 配套 EDA 工具。

公司在 28nm 工艺制程上已形成丰富的PSoC 产品谱系，其系列产品已在通信领域、工业控制领域及高可靠领域获得广泛应用，为智能可重构 SoC 产品的开发和产业化提供了坚实的技术优势和市场优势。

4、项目的投资概算及实施主体

本项目建设期四年，项目总投资 64,330.00 万元，拟使用募集资金 63,330.00万元。项目实施主体为上海复旦微电子集团股份有限公司。

5、项目涉及的政府报批情况

截至本报告出具日，本项目的相关报批事项正在办理中。

此报告为公开摘取部分，需定制化编制政府立项、银行贷款、投资决策等用途可行性研究报告咨询思瀚产业研究院。