9月21日至22日，2025新域新質(zhì)創(chuàng)新大賽決賽在青島舉辦。經(jīng)過(guò)激烈角逐，來(lái)自復(fù)旦大學(xué)的四支團(tuán)隊(duì)成功入圍總決賽。
其中，來(lái)自智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院的“數(shù)智賦能的分布式儲(chǔ)能能量自治管理系統(tǒng)”及未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院的“光子芯動(dòng)力——用于A(yíng)I計(jì)算集群加速的光互連芯片”榮獲高校組特等獎(jiǎng)。
此外，“低功耗抗輻照星載通信芯片”項(xiàng)目榮獲二等獎(jiǎng)，“無(wú)掩膜亞微米并行直寫(xiě)設(shè)備 ”項(xiàng)目榮獲優(yōu)勝獎(jiǎng)，復(fù)旦大學(xué)榮獲2025新域新質(zhì)創(chuàng)新大賽高校組最佳組織獎(jiǎng)。
本次大賽系全國(guó)首個(gè)聚焦新域新質(zhì)的專(zhuān)業(yè)賽事，復(fù)旦大學(xué)以一批AI賦能的硬核創(chuàng)新性項(xiàng)目集中展示了新工科建設(shè)成果，有力彰顯學(xué)校在服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、推動(dòng)科技創(chuàng)新、培育新質(zhì)生產(chǎn)力方面的強(qiáng)勁實(shí)力。
特等獎(jiǎng)項(xiàng)目風(fēng)采
AI賦能，解答儲(chǔ)能四大難題
數(shù)智賦能的分布式儲(chǔ)能能量自治管理系統(tǒng)
申報(bào)負(fù)責(zé)人：王瑜
申報(bào)成員：胡子欣、孫耀杰、馬磊、張瑞祥、付詩(shī)意、王麗朝、周禹軒、趙雨晴、曲力盈
為破解分布式光伏高滲透接入和電動(dòng)汽車(chē)保有量快速增長(zhǎng)帶來(lái)的新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性挑戰(zhàn)，復(fù)旦大學(xué)智能機(jī)器人與先進(jìn)制造創(chuàng)新學(xué)院孫耀杰、王瑜團(tuán)隊(duì)，依托產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目和成果轉(zhuǎn)化，成功研發(fā)了“數(shù)智賦能的分布式儲(chǔ)能能量自治管理系統(tǒng)”。
項(xiàng)目展位
當(dāng)前，儲(chǔ)能系統(tǒng)還存在“狀態(tài)難感知、系統(tǒng)難自治、安全難防控、集群難響應(yīng)”等挑戰(zhàn)。對(duì)此，團(tuán)隊(duì)依托人工智能技術(shù)，將這些問(wèn)題逐一擊破。
在狀態(tài)精準(zhǔn)感知方面，團(tuán)隊(duì)提出物理信息融合的混合建?？蚣?，可準(zhǔn)確判斷電池SOC（荷電狀態(tài)），精度不小于97%，并將電池SOH（健康狀態(tài)）預(yù)測(cè)誤差降低至3%以?xún)?nèi)。創(chuàng)新性提出“特征匹配遷移學(xué)習(xí)”技術(shù)，使系統(tǒng)能快速適應(yīng)不同材料體系與工況。
在系統(tǒng)的自治可控上，團(tuán)隊(duì)圍繞“數(shù)智集成+多目標(biāo)協(xié)調(diào)”，把系統(tǒng)效率最大化、SOC（荷電狀態(tài)）約束統(tǒng)一進(jìn)一個(gè)優(yōu)化空間，把復(fù)雜場(chǎng)景統(tǒng)一為系統(tǒng)的“可行域”問(wèn)題，讓系統(tǒng)在場(chǎng)景切換時(shí)能平滑、穩(wěn)定過(guò)渡。與此同時(shí)，引入多智能體強(qiáng)化學(xué)習(xí)（MARL），把家庭能源管理（HEMS）與虛擬電廠(chǎng)（VPP）做軟鏈接，實(shí)證顯示用能成本最高可下降約20%。
在安全系統(tǒng)防控上，團(tuán)隊(duì)將變流器電弧故障與電池?zé)崾Э丶{入一體化安全管控。兼顧主動(dòng)檢測(cè)與被動(dòng)分析，能在約2秒內(nèi)快速捕捉到異常電弧。同時(shí)，通過(guò)聯(lián)動(dòng)SOC安全區(qū)間、熱管理策略與源荷調(diào)度策略，構(gòu)建一個(gè)多層級(jí)、自適應(yīng)的“安全防護(hù)鏈”。
在集群快速協(xié)同方面，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了基于時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）的快速工業(yè)總線(xiàn)與分層分布式協(xié)議，能快速響應(yīng)并自動(dòng)識(shí)別設(shè)備、下發(fā)配置參數(shù)，顯著縮短工程調(diào)試時(shí)間。此外，團(tuán)隊(duì)提出三電平中點(diǎn)共模電流解耦與并聯(lián)載波移相自同步環(huán)流抑制方法，以解決多機(jī)并聯(lián)容易出現(xiàn)的“內(nèi)耗”和“漏電”問(wèn)題。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)合影
從“設(shè)備能握手”到“系統(tǒng)會(huì)自治”，從“單點(diǎn)性能”到“生態(tài)能力”，如今，該系統(tǒng)不僅在學(xué)術(shù)上收獲頗豐，還被相關(guān)合作單位采用，在多個(gè)國(guó)家和地區(qū)形成應(yīng)用。未來(lái)，這套“自治的大腦+安全的筋骨+高效的經(jīng)絡(luò)”，將繼續(xù)在新型電力系統(tǒng)的廣袤場(chǎng)景中，釋放更大的社會(huì)價(jià)值與產(chǎn)業(yè)動(dòng)能。
光互連芯片，為AI算力構(gòu)建“光子高速路”
光子芯動(dòng)力——用于A(yíng)I計(jì)算集群加速的光互連芯片
申報(bào)負(fù)責(zé)人：孫奧龍
申報(bào)成員：黃甌涵、袁玉琴、胡俊輝、邢思哲、胡雍竹、趙俊皓、劉胤君、遲楠、張俊文
當(dāng)下火熱的人工智能、大模型和GPU（Graphic Processing Unit，圖形處理單元）都依賴(lài)著芯片互連在背后的“默默支持”。芯片互連如同一個(gè)微型的交通網(wǎng)絡(luò)，在極短時(shí)間內(nèi)傳遞海量數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足用戶(hù)的各種需求。功能強(qiáng)大的算法需要芯片才能實(shí)現(xiàn)。若是芯片無(wú)法及時(shí)傳遞信息，用戶(hù)就只能在屏幕上看到一句提示語(yǔ)——“對(duì)不起，服務(wù)器繁忙，請(qǐng)稍后再試?！?/p>
在此背景下，復(fù)旦大學(xué)未來(lái)信息創(chuàng)新學(xué)院張俊文教授、遲楠教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極探索超維復(fù)用集成光子互連芯片研發(fā)與應(yīng)用，成功設(shè)計(jì)出“光子芯動(dòng)力——用于A(yíng)I計(jì)算集群加速的光互連芯片”。
團(tuán)隊(duì)代表孫奧龍頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)留影
相比于傳統(tǒng)電互連芯片，光互連芯片不僅能大幅降低延遲，還能有效減少能耗，提升系統(tǒng)的整體擴(kuò)展性，是硬件設(shè)計(jì)的未來(lái)新方向。
團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的邊緣引導(dǎo)逆向設(shè)計(jì)算法進(jìn)一步發(fā)揮了光互連芯片的優(yōu)勢(shì)。該算法結(jié)合了拓?fù)鋬?yōu)化算法的高效與數(shù)字超材料的工藝魯棒性，成功實(shí)現(xiàn)了超緊湊五模、六模模分復(fù)用器以及雙偏模分復(fù)用器的設(shè)計(jì)。采用了該算法的芯片，如同在大城市里建了交通樞紐，還架設(shè)了立交橋和磁懸浮列車(chē)，能夠讓每一條數(shù)據(jù)都精準(zhǔn)快速地到達(dá)接口。
時(shí)間、頻率和模式等多個(gè)維度的復(fù)用，使得芯片能夠?qū)崿F(xiàn)每秒38Tb（相當(dāng)于大模型約4.75萬(wàn)億參數(shù)的傳遞）的傳輸速率。其中最亮眼的設(shè)計(jì)就是五模復(fù)用器，尺寸僅為10μm×6μm，在1550nm處損耗低于1.97dB，串?dāng)_小于-20dB，可以在芯片上多處應(yīng)用。
大規(guī)模AI訓(xùn)練、廣尺度算法網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、高難度工程問(wèn)題求解，都離不開(kāi)芯片互連的支持，而張俊文和遲楠帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)交出了一份優(yōu)秀的復(fù)旦答卷。
團(tuán)隊(duì)參賽代表合影
除了以上兩個(gè)項(xiàng)目，來(lái)自集成電路與微納電子創(chuàng)新學(xué)院周鵬教授團(tuán)隊(duì)的“低功耗抗輻照星載通信芯片”項(xiàng)目獲二等獎(jiǎng)。該團(tuán)隊(duì)針對(duì)傳統(tǒng)星載通信芯片輻射加固措施繁雜、功耗高等困境，開(kāi)發(fā)了高能效、抗輻射二維通信芯片，已于2024年成功搭載“復(fù)旦一號(hào)（瀾湄未來(lái)星）”衛(wèi)星入軌并正常工作至今。
團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人吳瀟健頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)留影
此外，“無(wú)掩膜亞微米并行直寫(xiě)設(shè)備 ”項(xiàng)目獲優(yōu)勝獎(jiǎng)，復(fù)旦大學(xué)榮獲2025新域新質(zhì)創(chuàng)新大賽高校組最佳組織獎(jiǎng)。
本屆大賽由中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院和青島市人民政府共同舉辦，以“智聚新域、慧集新質(zhì)”為主題，設(shè)置“需求命題”和“自由探索”兩類(lèi)賽道，分“高校師生組”和“創(chuàng)新企業(yè)組”兩個(gè)競(jìng)賽組別。大賽旨在探尋一批新域新質(zhì)技術(shù)和產(chǎn)品，推動(dòng)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，助力推進(jìn)新型工業(yè)化和制造強(qiáng)國(guó)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)建設(shè)。
