面向国家重大战略需求，围绕电子信息领域对低功耗和高能效迫切需求，开展低功耗集成电路设计以及高能效电路架构，研究低功耗专用处理器设计技术、超低功耗通用处理器设计技术，高能效人工智能芯片设计技术，形成了系列自主处理芯片，相关成果发表在TCAS I、TCAS II、TVLSI、INTERSPEECH等期刊。
1.1 低功耗专用感知处理芯片
围绕国家重大战略需求，研制了系列的“低功耗-超低功耗-自供电”的专用感知处理芯片，重点突破音频、视频、多场融合芯片设计技术，设计uW-mW级的低功耗处理芯片。
基于自研亚阈值逻辑和存储单元、新型的声学处理机制，设计了超轻量级体系结构，研制支持锂电池供电、太阳能供电、射频能量回收供电的系列芯片；支持低功耗语音增强、消噪、压缩、存储等功能；提出超低功耗音频感知新体制，设计集成音频调制电路和环境能量回收的uW级音频感知SoC芯片。提出了低功耗语音特征提取新技术，提出了二值化关键词识别新网络架构，研制高能效语音识别芯片，成果发表在INTERSPEECH、TCAS-II等会议及期刊。
图：语音特征提取与网络架构
提出新型的低功耗图像处理新机制，自主研制系列低功耗图像处理芯片，实现敏感目标感知，支持在极暗环境的图像处理技术，功耗从百mW降低至几mW。研究超轻量级图像识别网络新架构，研制高能效的图像识别芯片。设计了低功耗的“感算存”一体化chiplet芯片，单芯片集成声学传感器、图像传感器、音视频处理电路、大容量存储电路、多电源域电源管理电路、时钟生成电路等，可以在太阳能电池供电下工作。支撑了多项国家重大科研任务以及先进装备的研制。
图：高能效的图像识别芯片
1.2 低功耗通用处理芯片
A.超低功耗32位主控处理芯片
设计了系列超低功耗32位主控处理芯片，使用全定制亚阈值标准单元有效降低芯片逻辑功耗，使用全定制亚阈值SRAM库有效降低存储器功耗，集成时序监测技术。
B.低功耗亚阈值标准库单元&&SRAM存储器
研制了系列亚阈值标准单元、功耗管理单元等基础库单元，在新型电路结构、漏电管理技术上取得突破，解决了亚阈值电路性能恶化、功能失效的问题。支研制了系列亚阈值SRAM存储器芯片，突破了低压下噪声容限降低和外围电路的时序偏差增大导致的性能和功耗恶化瓶颈。支持55nm、22nm等工艺。
图：亚阈值基础库单元芯片&&SRAM存储器
C.低功耗时钟生成电路&&电源管理电路
面向超低功耗待机、核心时钟等各种应用场合，研制了时钟生成电路，克服了低功耗下时钟频率稳定性受PVT漂移的影响，提出了新型时钟生成架构有效降低电路功耗及温漂。研制系列DCDC电源管理电路，覆盖1uA~1A负载应用场合；研制系列快速瞬态响应LDO电路，提出自适应负载追踪技术、瞬态补偿技术，降低静态功耗，提高响应速度。
图：低功耗时钟生成电路与电源管理电路
1.3 高能效人工智能芯片
A.高能效类脑计算芯片
在科技创新2030重大任务支持下，研究了高能效类脑计算芯片，研制了高能效类脑计算神经元、神经元互联技术等。研究了大规模脉冲神经网络（SNN)计算技术，采用基于处理器的片上多核网络架构，可实现通用人工智能，并研制了类脑计算原型机。
图：类脑计算原型机
B.高能效SRAM存算一体芯片
研发了高能效的基于SRAM的数字存算一体芯片与模拟存算一体芯片。研究了高能效混合精度数字存算一体芯片，能效达到2238Tops/W@1bit，14.2Tops/W@8bit，论文发表于TCAS I等期刊。研究了高能效近似计算数字存算芯片、高能效全符号运算模拟存算一体芯片、高能效抗PVT波动多比特模拟存算等芯片。
图：高能效混合精度数字存算一体芯片
智能感知芯片与系统研发中心