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該成果創新性地基于二維半導體的硅基同質器件，首次提出了類腦功能的“傳感-計算-存儲一體化”神經形態芯片架構，實現了光電傳感、放大運算、信息存儲功能的一體化集成，為突破馮·諾依曼瓶頸和實現類腦智能提供了一種全新思路。 繆向水教授團隊，長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。 同質晶體管-存儲器架構的原理及器件結構 繆向水團隊長期從事相變存儲器芯片、存算一體憶阻器芯片技術研究。2018年出版了國內第一本憶阻器專著《憶阻器導論》，2019年團隊93項三維相變存儲器芯片專利許可給芯片公司并合作開發產品，并與行業龍頭企業合作建立了聯合實驗室，推動存儲器芯片技術的成果轉化以及未來引領技術的探索。曾榮獲國家科技進步獎2項、湖北省技術發明一等獎1項。

本發明公開了一種大規模 MIMO-FDD 系統中基于信漏噪比 (SLNR)的兩階段預編碼方法。對每組用戶的第一階段預編碼設計的運 算復雜度低，且本發明的 SLNR 兩階段預編碼方法的總速率性能優于 Junyoung-Nam 等人提出的 JSDM 預編碼方法。此外，本發明的方法基 于每組用戶的 SLNR 進行預編碼設計，不會造成信道狀態信息損失， 即使相鄰兩組用戶的發送信號與基站的到達角有重疊時，也不會影響 SLNR 兩階段預編碼的性能。 

現階段所設計的存算一體器件單元結構如圖 1 所示： 器件的基本結構由波導和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護層、相變材料（硫系化合物）層）所構成。擬通過在當前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導的方式實現器件的光學讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導。功能層主要用于實現器件的電學寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發生相變。因此需要加熱器層具備較好的導熱和導電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質因數，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學常數反差，可在更惡劣的高溫環境下進行操作，適用于硅基光子器件應用。 采用的主要技術手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學編程、光學讀取的方法實現器件的存儲、算術運算和邏輯運算功能：  存儲功能的實現：擬利用相變材料晶態低透過率和非晶態高透過率分別代表二進制中的‘1’和‘0’，實現數據存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產生電流流經加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發生相變，實現存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導輸入端輸入讀取連續光。由于相變材料功能層對光強的吸收能力在編程和非編程區域間存在著顯著的差異，因此當輸入光經過波導后，其能量會因為相變材料編程區域的吸收而發生改變，進而顯著改變輸出光強能量。所以通過測量輸入輸出光強的能量之比（即透過率），可實現對先前編程區域的讀取。  算術和邏輯功能的實現：通過調整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態調控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數值，實現多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數量對應加數的方法實現標量加法計算。同時由于所設計器件的讀取連續光輸出功率可視為讀取連續光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數和乘數的方法實現基本乘法運算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態設置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實現各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調特性驗證其實現神經突觸的可行性。并依托所設計人工突觸構建人工神經網絡芯片，實現圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學習的神經生物學基礎，也是人工類腦器件需要實現的首要功能。為實現突觸可塑性，擬把相變材料和波導之間的耦合區域視為仿生神經突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調節從左右兩端電極輸入耦合區域的電脈沖時間差對耦合區域的光透過率進行連續調控，進而依托于上述存算理論模型和實物器件仿真和實驗實現仿生神經突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設計的突觸單元, 經過相變材料的作用，脈沖強度發生變化，對應于乘法器。進而借助于微環結構，將不同波長的脈沖導入進同一波導中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強較小時，讀取光與微環發生共振，在輸出端口沒有光強輸出。當光強達到一定的閾值后，讀取信號不再和微環發生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經元脈沖信號的激發，實現了非線性激活函數的功能。利用上述的單個神經元結構，驗證其監督式機器學習和非監督式機器學習。對于監督式機器學習，權重的數值通過外部管理器設置；對于非監督式機器學習，不再需要外部管理器來設置權重值，而是通過輸出光脈沖進行反饋控制，調整權重值。在單個神經元結構的基礎上，更復雜的光學脈沖神經網絡結構，證明該結構的可擴展性。擬設計的神經網絡中的每一層結構包括三個功能單元，即收集器、分發器和神經突觸結構。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導中，分發器將光脈沖分發給多個神經元，神經突觸結構則產生光脈沖信號，輸入給下一層結構。基于上述結構實現圖片、語音和文本的識別。 創新性分析：①首次研究了一款基于“電學編程、光學讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統電學存算一體化器件相比,擬研發的器件可以進行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優點。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學脈沖刺激、光學權重調節”的人工神經突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經突觸，填補了光電混合型人工突觸的技術空白。 先進性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統材料具有的快速相變轉化速度、低功耗和穩定性強等特性，且本身在通信波段非晶態透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學性能差異的特點。③所設計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優點，具有高集成度、低功耗、超快響應時間、穩定性強等優點。 獨占性分析：根據已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關鍵技術的獨有權。 

北京華通安信科技有限公司（以下簡稱華通安信）成立于2018年7月，是賽爾網絡有限公司（以下簡稱賽爾網絡）的全資子公司。依托優質的廠商資源，華通安信通過專業化的產品和服務，為廣大學校提供一系列教育解決方案，致力于成為中國領先的教育解決方案服務商。 我們為學校提供專業的產品銷售、培訓課程、技術服務、生命周期管理等全方位服務和綜合解決方案。業務覆蓋全國31個省份，服務于1800多個教育合作伙伴，包括高校、K12學校、國際學校及教育機構。

北京信恒東方科技發展有限公司于2009年02月11日成立。公司經營范圍包括：技術開發；技術咨詢；銷售文具用品、體育用品、五金交電(不含電動自行車)、建筑材料、計算機軟件及輔助設備、裝飾材料、針紡織品、金屬材料、化工產品（不含危險化學品）、日用品、工藝品、服裝、鞋帽、機械設備、通訊器材、電子產品、醫療器械（一類）；電腦圖文設計；電腦動畫設計；企業策劃；會議服務；承辦展覽展示等。

煙臺達信精密儀器有限責任公司是由原煙臺中船船用配套實業公司改制成立的股份責任公司，公司主要產品是為各類艦船配套石英母子鐘、石英船鐘、船用傾斜儀等船用精密儀器、儀表。生產的精密儀器適用于航海等部門，曾先后為國內外的民用、軍用船舶進行產品配套。生產的CZ系列石英船鐘、鐘式傾斜儀、CZM型母子鐘系列產品通過中國船級社（CCS）產品型式認可。 公司座落在中國鐘表發源地-煙臺。  煙臺達信精密儀器有限責任公司（銷售）擁有完整、科學的質量管理體系。企業已通過中國船級社的質量體系認證。船用產品通過中國船級社（CCS）產品型式認可，軍用產品通過部隊專項檢驗。  煙臺達信精密儀器有限責任公司（銷售）的誠信、實力和產品質量獲得業界的認可。歡迎各界朋友蒞臨煙臺達信精密儀器有限責任公司（銷售）參觀、指導和業務洽談。

青島立信藏馬山悠然谷生態園成立于2014年01月14日，注冊地位于青島黃島區大村鎮藏馬三村，法定代表人為崔成利。經營范圍包括苗木、花卉、蔬菜、水果、谷類、豆類、薯類、食用菌種植、銷售；畜禽養殖、銷售；禽蛋銷售；旅游項目開發；餐飲服務；住宿服務；會務服務；室內工廠化水產品養殖、銷售（不含冷庫）；經營其他無需行政審批即可經管用的一般經營項目。（依法須經批準的項目，經有關部門批準后方可開展經營活動）（依法須經批準的項目，經相關部門批準后方可開展經營活動）青島立信藏馬山悠然谷生態園對外投資1家公司。

北京云中融信網絡科技有限公司（簡稱融云），是安全、可靠的全球互聯網通信云服務商，向開發者和企業提供即時通訊和實時音視頻通信云服務。iResearch 艾瑞權威數據報告顯示，融云即時通訊云市場份額連續多年穩居頭位。 融云構建了一張覆蓋全球所有國家及地區（共 233 個）的通信云網絡，在全球各地設立多個數據中心及數千個加速節點。基于客戶業務需求，融云可提供多種部署模式——公有云、私有云、混合云，為全球企業提供穩定的互聯網通信云服務。針對企業級用戶，融云將業務垂直到各個行業，為社交、直播、金融、交通運輸、教育、電商、醫療等多個行業領域推出了針對性解決方案。 融云基于海量業務的技術錘煉，從基礎架構到精細化運營，充分體現平臺實力；憑借卓越的產品和優質的服務，在開發者規模、行業覆蓋率、平臺日活躍用戶數、日均消息量等方面超越全行業。目前，已有數十萬互聯網用戶及上千家企業級用戶通過融云實現了場景化溝通，并從中獲益，包括工商銀行、中國移動、四川航空、CCTV 微視、中聯重科、58 趕集、大河報業、新東方、陸金所、融創地產、IDG、華興資本、易車網、豬八戒、得到 APP、荔枝、汽車之家、哈啰出行、百姓網、StarMaker、Opera、Elelive。

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