廣州“十四五”規劃綱要提出,廣州將加快數字化發展,建成國際一流智慧城市。目前,廣州正在建設具有經典魅力和時代活力的“智慧之城”,正建立高效、和諧、健康、人文、可持續發展的人類聚居環境,改造城市居民的生活觀念和生活方式。
什么是智慧城市?它將為我們的生活帶來哪些深刻的變化?5月27日,由廣州市科學技術協會等單位主辦,廣州市科學技術發展中心、廣州市廣播電視臺承辦的廣州科普大講壇第194期《智慧城市 廣州智芯》開講。
俄羅斯工程院外籍院士、廣東省科學院半導體研究所學科帶頭人莊巍,國際宇航科學院(IAA)院士、廣東省數字廣東研究院副院長王晉年為公眾介紹廣州智慧城市的獨特魅力,解讀背后支撐其騰飛的芯片研發和制造的核心技術,展望未來的發展布局,與大家一同分享中國經驗、廣東智慧,為公眾講述智慧城市建設的“廣州模式”。
廣州:未來五年建成國際一流智慧城市
廣州“十四五”規劃提出,未來5年,建成國際一流智慧城市,高標準打造數字政府、數字經濟和數字社會三位一體的廣州智慧城市。王晉年指出,智慧城市建設已在如火如荼地建設中。
什么是智慧城市?王晉年介紹,智慧城市是運用物聯網、云計算、大數據、空間地理信息集成等新一代信息技術,促進城市規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式。這依托于新一代空天地一體化信息技術:包括地理信息、遙感、傳感等時空信息技術;互聯網、物聯網、移動終端、5G等通信技術;大數據、云計算、AI等的計算技術,是它們的發展使得智慧城市成為可能。
王晉年強調,智慧城市核心是“智慧”二字,城市的智能和智慧是建立在數字信息的基礎上,是城市或區域信息化的最高形式。一個稱得上“智慧”的城市,至少要是一個“智慧體”和“智能體”,應該有如下4個基本特征、功能或要素,包括:感知(智能交互)、傳遞(智能鏈接)、思維(智能中樞)、執行(智能應用),同時需要一個知識學習積累過程,形成知識庫。
王晉年解釋道,具體而言,智慧城市由四大體系有機組成:智能交互指空天地一體化泛在感知體系、智能鏈接指天地一體化通信網絡體系、智能中樞為城市智能化的科學決策體系、智能應用則是以人為本的智慧應用服務體系。
如何更好地理解智慧城市?王晉年打了一個比喻:智慧城市應是一個“擬人”系統,就是像人一樣,具有全面的感知功能、瞬時的信息傳遞功能、迅速決策和實時的反應和應對功能。
2021年6月22日,全國首個城市信息模型(CIM)平臺項目,經歷近20個月的建設周期,于廣州率先落成。王晉年介紹,智慧廣州時空信息云平臺,是廣州市作為國家首批智慧城市試點的建設成果,是廣州市空間信息共享交換與協同應用的載體,為全市實現基于統一時空基礎下的規劃、布局、分析和決策提供支撐服務。除此以外,目前智慧城市的建設在廣州也有了不少的應用。王晉年舉例,廣州市的“穗智管”“廣州市羊城指揮系統”“廣州市疾控中心疫情防控管理系統”“琶洲人工智能數字經濟示范區三維系統”等項目建設和應用,都體現著智慧城市以人為本的智慧應用服務體系的基因。
展望未來,智慧城市會發展成什么樣子?王晉年認為,未來的智慧城市需要“無縫”的城市時空大數據、無處不在的高精度定位、隨時隨地的無延遲連接、無縫覆蓋的高分辨感知。這些是未來無人化、自動化生活的保障、未來智慧城市的重要基礎。
芯片是智慧城市發展的關鍵助推力
如果將智慧城市比作一個人,硬件基礎設施、軟件、算法和服務等等構成了骨骼和肌肉,那芯片就是“大腦”。智慧城市的升級需要算力的提升,作為智慧城市發展的關鍵助推力,芯片的研發制造備受關注。
俄羅斯工程院外籍院士、廣東省科學院半導體研究所學科帶頭人莊巍指出,大家平時談及的集成電路、
IC卡以及芯片,實際上的意義是一樣的。他介紹到,芯片分為模擬芯片和數字芯片。所謂數字芯片,就是以數字信號處理為主的芯片,包括電腦里用的CPU、手機里用的存儲器等;模擬芯片就是處理模擬信號和數字信號的芯片,例如
指紋識別、網絡通信、
智能終端芯片。
芯片最開始叫大規模集成電路,后面發展為超大規模集成電路,能把各種模塊、各種功能的芯片集成到一個芯片上面。當下手機功能這么強大,就是因為手機的一塊芯片,已經相當于5年、10年前的一塊主板的功能。
當前國際芯片技術呈現出怎樣的發展趨勢?
莊巍認為,最突出是它的特征尺寸在向納米尺度發展。大家平時聽說的3納米、5納米,好像是指芯片的尺寸變小了。那么還有8英寸、12英寸的變化趨勢,尺寸則是變大了,這個到底怎么回事?莊巍解釋,3納米、5納米指的是生產集成電路時最小的溝道寬度,這個參數越小越好。參數越小,說明單位面積上能夠集成的晶體管的數量會越多。而8英寸還是12英寸,指的是晶圓的尺寸,則是越大越好。當單位面積上集成的這個晶體管數量密度越高,整個晶圓的面積也增大了,這樣每一片晶圓上能生產的單個芯片的數量就會大幅增加。這個正是大規模工業生產所追求的效率,可以顯著地降低成本。