作者：商瑞 陈皓
来源：元宇宙硬科技
最近一段时间“元宇宙”一词火爆全网和电子信息圈，但是很多人是从游戏、VR/AR等角度去诠释这个Metaverse新词，但元宇宙的本质是一种近乎完全数字化的生活和生产环境。所以尽管游戏这些行业和应用也许是元宇宙中最吸金、最快导入的领域，但是我们已经在从自动驾驶、数字孪生、远程教育和医疗，乃至服务型制造等方向向元宇宙出发。
游戏、VR/AR只是蛋糕的一小块
作为一家长期专注于技术经济学的研究机构，华兴万邦团队相信基于智能化、网络化场景的数字化消费和生产，将在今天和未来的经济发展和企业经营中扮演越来越重要角色。我们认为自动驾驶正在实现元宇宙的第一个完整场景，而未来基于服务型制造模式的、将产品定制与使用场景及个性取向完美结合的新数字化场景消费将成为元宇宙的最重要支柱之一，所以服务型制造与绿色制造和智能制造一同被写入了十四五规划纲要。
自动驾驶会比游戏更完整地把大家带进元宇宙。如能将人的双眼和双手彻底释放，自动驾驶的车辆加上抬头显示（HUD）、语音手势识别和5G（甚至6G）将构成一个真正的全数字化环境，其运行时的商业价值将远超今天游戏行业的价值，人们可以在这种场景中充分交流、协作和消费，当然也可更好地玩游戏和VR/AR。座舱里的元宇宙才是特斯拉和造车新势力追求的宏大目标，也是自动驾驶技术发展的核心动力。
但是要创造这种智能、网联和数字化的元宇宙新场景并非易事，这既需要服务型制造等新的经济运行和商业运营模式，也需要大量诸如《头号玩家》一样的沉浸式新内容，更需要一系列重大的、关键的技术创新，才能确保在安全和高效的前提下实现“元宇宙”、开辟新应用并创造巨大的商业价值。这也可以从特斯拉花费重金开发D1芯片和Dojo超级计算机中窥见一斑。
对于服务型制造等新模式在元宇宙时代将扮演什么样的角色，本公众号将在另文中介绍，大家也可以关注由工业和信息化部与浙江省政府共同支持建设的“服务型制造研究院”；而对于游戏、AR/VR等元宇宙内容，网上已经有很多了，因而在此也不赘述。而对于建设元宇宙，同样重要的是关键性、基础性硬件技术，这对我国电子信息产业的发展非常关键，因为元宇宙给我们提供了在同一起跑线上看未来的宝贵机会。
元宇宙需要的硬科技有哪些？
华兴万邦认为最为重要的硬件技术包括三大类，一是硬件数据处理加速器技术，第二是基于硬件的安全与安全性技术，第三是新一代通信基础设施和时空信息技术。下面是相关技术的一些简单归纳，我们相信也许还有其他更重要的技术，欢迎各位读者与我们“元宇宙硬科技”联系交流，为我们提供更多的信息和线索，我们也将在以后的日子里给大家带来很多相关文章。
硬件数据处理加速器：毫无疑问的是，元宇宙将带来的是数据指数级的增长，用传统的通用计算处理架构将面临成本和能效等很多问题，这也是英特尔和AMD分别收购Altera和Xilinx的原因。未来无论是在边缘的实时性计算，还是在云中进行处理数据、AI训练、智能存储和分发视频，都离不开硬件加速器，也就是用异构计算模式中专用的处理器去加速某一类数据的处理。
常见的硬件加速器包括现场可编程门阵列（FPGA）、图形处理器（GPU）、神经网络加速器（NNA）、数字信号处理器（DSP）阵列和TPU等各种针对特定数据（并行）处理的计算单元xPU。除了全球对英伟达的追捧，大家可以从一个案例中看出硬件加速器的效用：比科奇（Picocom）即将推出的5G小基站芯片PC802就采用了一种创新的硬件加速器架构，相对传统基于通用CPU+FPGA的方案，可将小基站成本和功耗各降低一个数量级。
这是世界顶级科技公司纷纷自研异构加速芯片的重要驱动力，也是我国几家图形处理器（GPU）开发商从创立那一天就是独角兽的原因。对硬件数据处理加速器的强烈需求，带动了对Imagination提供的GPU和NNA硅知识产权（IP），以及Achronix提供的eFPGA IP的需求，以及各种采用并行处理架构的xPU的不断涌现。对算力的渴求是永恒的，但是真正能够支撑元宇宙的一定是那些高性价比、高能效的硬件数据加速器。
基于硬件的安全和安全性技术：尽管元宇宙是数字化的、虚拟的世界，但是它将用户用于实时交易的资产信息和用于交流的隐私信息也全部存放和流通在一个数字的空间中，因此其数据安全变得比以往更加重要，同时提供元宇宙相关环境的设备的安全性也至关重要，如智能驾驶或者自动驾驶汽车更需要强调汽车行业特有的ISO 26262功能安全标准。基于硬件的安全和安全性技术比软件方案具有更高的可靠性和实时性，因而应用场景会越来越多。
安全和安全性是一个看不到地平线的领域，要求技术和法律都要“道高一尺魔高一丈式”地不断完善，我国政府先后出台了《中华人民共和国网络安全法》、《中华人民共和国密码法》、《关键信息基础设施安全保护条例》和《网络安全等保护条例》等法律法规，也有了诸如华大电子这种几十年专注于安全芯片(SE)、销量列全球前茅的专业公司。
但是安全和安全性也是一个不出事就容易被遗忘的领域，大家可以去港股看看全资持有华大电子的中电华大科技的市值和2021年中期报告就明白一个道理：安全与安全性，理想很丰满，但道路还非常漫长。华大电子是央企、世界500强公司中国电子信息产业集团旗下的专业安全芯片设计企业，面对信息安全对国家和经济的重要性，以及国家对集成电路产业的大力支持，近几年华大电子很明显已经跑慢了。
新一代通信基础设施和时空信息技术：元宇宙对新一代通信基础设施的需求不难理解，而对于时空信息技术的需求尚未完全浮出水面并成为支撑新应用的新产业。新一代通信技术不仅包括5G无线通信和400G/800G等高带宽通信，也需要诸如LoRa这样的低功耗、长距离的物联网技术，以及大量诸如EFR32MG21这样的获得PSA 3级或其他安全认证的无线SoC。无论元宇宙数字化程度有多高，都需要多元化的硬件设备来支撑，尤其是元宇宙的那些工业和商业应用。
华兴万邦认为精准的时空信息是支撑元宇宙的核心信息之一，这其中包括绝对时空和相对时空。基于全球导航卫星系统（GNSS）等技术提供的是绝对时间和空间信息，5G、工业互联网和数据中心都离不开超精准的绝对时间，而且还存在大量的时间敏感网络（TSN）；同时，即使采用激光雷达和视频识别，能够识别车道的高精度GNSS定位在自动驾驶中仍然不可或缺。我国北斗卫星导航系统建设和诸如泰斗微电子等芯片企业的快速成长已经可以以自主科技来支持精准时空。
基于飞行时间（TOF）和其他技术的相对时间和空间信息技术也变得日益重要，无论是游戏、VR/AR、虚拟体验+定制消费，还是远程医疗和教育与工业数字孪生，以及汽车和办公室内的虚拟空间交流，对手势和三维空间的识别拥有巨大的市场前景，这些相对时空技术已经在苹果手机等产品中被引入。当然，诸如自动驾驶汽车等应用更是将高精度定位等绝对位置信息，激光雷达、毫米波雷达和智能座舱手势识别等相对位置信息融合在一起。
结语
随着元宇宙概念的兴起和普及，我们期盼着许多颠覆性技术的出现。借用北京华兴万邦管理咨询有限公司的理念：颠覆不是一项技术比竞品运行得更快，而是用创新去建立一个让所有参与者都获益的新生态，我们将打造一个专注于传播与元宇宙相关的硬件科技创新的平台，“元宇宙硬科技”公众号将与伙伴们一起去建设新的硬件科技生态。
本文转自： 元宇宙硬科技，作者：商瑞 陈皓，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。如不支持转载，请联系小编demi@eetrend.com删除。
