《IEEE Circuits and Systems Magazine》：The 5th Joint Workshop Between IEEE Standards Association and IEEE CAS–Secure Circuits and Systems: Standards for AI, Chiplets, and Healthcare at ISCAS 2026 [Standards Corner]
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随着半导体复杂度不断提升，硬件生态系统在三大前沿领域面临前所未有的挑战：去中心化人工智能（AI）加速、异构多芯片（multi-die）Chiplet集成，以及高度敏感的生物电子医疗接口。应对这些挑战不仅需要单项电路创新，还需要全球标准化以确保安全性、互操作性与
随着半导体复杂度不断提升，硬件生态系统在三大前沿领域面临前所未有的挑战：去中心化人工智能（AI）加速、异构多芯片（multi-die）Chiplet集成，以及高度敏感的生物电子医疗接口。应对这些挑战不仅需要单项电路创新，还需要全球标准化以确保安全性、互操作性与能效。本文综合梳理了第5届IEEE标准协会（IEEE SA）与IEEE电路与系统学会（IEEE CASS）在国际电路与系统研讨会（ISCAS）2026上联合研讨会所确立的架构范式、安全基线与标准化路线图。研究人员剖析了新兴硬件攻击向量，包括侧信道脆弱性建模、主动故障注入缓解以及恶意硬件木马植入，并结合跨芯片互连标准与面向脑机接口（BCI）的超低功耗混合信号设计，勾勒出安全、标准化智能硬件的统一路线图。
一、研究背景与问题
半导体产业演进正将硬件设计范式推向异构Chiplet集成、人工智能（AI）硬件加速与先进生物医学系统三大方向。这些创新在带来性能跃升的同时，也使现代硬件架构暴露于复杂的物理与逻辑脆弱性之下。由于现代平台越来越多地处理敏感的个人与生理数据，尤其是在可穿戴与植入式脑机接口（BCI）中，硬件安全与稳健的架构保护已从可选指标变为绝对要求。守护这些互联生态需要将局部电路创新与正式的全球标准化框架直接衔接的协同策略。电路与系统界此前已在IEEE APCCAS、BioCAS、ICECS与ISCAS等会议开展一系列标准化推动举措，本次于中国上海ISCAS 2026举行的第5届IEEE SA与IEEE CAS联合研讨会正是这一技术脉络的集中体现，汇聚全球标准化权威、学术研究者与产业高管，共同勾勒标准驱动的技术路线图、确立IEEE标准开发生命周期最佳实践，并为新兴硬件领域界定严格的保护要求。
二、研究方法与关键路径
本文基于研讨会日程所呈现的内容，围绕三大核心领域展开技术更新与共识梳理：其一，IEEE P3718工作组下的基础安全框架，涉及集成电路攻击面与硬件保护要求；其二，IEEE P3468工作组主导的标准化Chiplet接口电路结构规范；其三，先进医疗应用，聚焦面向柔性植入式BCI传感器的能效混合信号设计、BCI辅助视觉修复系统，以及可穿戴/植入式ExG接口电路工作组的最新进展。文章按研讨会结构、技术议程、专题讨论、关键成果与结论依次组织。关键技术方法为：以标准化工作组的框架文本与路线图为分析对象，对攻击向量建模、跨芯片互连规范与超低功耗混合信号设计路径进行归纳综合（本文为研讨会综述性文章，不涉及实验样本队列）。
三、研究结果
（一）研讨会结构与技术议程：通过梳理2026年5月24日会议日程得出，上午由IEEE SASD委员会主席Boon Chong Ang致开幕辞，IEEE SA代表Sri Chandrasekaran作标准化驱动技术主题报告，涵盖硬件安全、AI与先进硅芯片技术；随后Qifen Hao介绍IEEE P3468工作组面向Chiplet接口电路架构统一规范的发展路径，Johann Knechtel（纽约大学阿布扎比分校）报告IEEE P3718工作组关于集成电路攻击面与硬件保护要求的最新进展，Du Li（南京大学）介绍面向AI硬件加速器基础指令集架构（ISA）的AI-ISA研究组。下午聚焦高性能生物医学实现与临床系统，Bowen Ji介绍微创植入式柔性BCI传感器，Hong Zhang分析面向植入式微器件的能效混合信号设计，Bing Liu展示临床应用中的BCI辅助视觉修复框架，Yang Zhao汇报CASS框架下可穿戴/植入式ExG接口电路工作组（WIExGICWG）进展，最后以专家专题讨论收尾。
（二）专题讨论：标准化障碍与创新轨迹：通过专题研讨得出，研究常因对标准化存在认知缺失而延迟进入全球协议；现代系统开发者网络已不限于硬件工程师，未来框架须纳入软件工程师、政策制定者与临床从业者。关于标准化时机的优化，讨论指出当独立产业主体同时触及相同物理缩放边界时标准化成为必要，多芯片集成即为例证，需通过IEEE P3468等工作组消除互操作瓶颈、降低制造成本、统一合规验证方法。在安全标准化必要性上，讨论强调分散的专有实现导致保护能力不一致，须依托IEEE P3718等框架建立明确测试基线、统一安全度量与可信硬件部署生命周期。在产业驱动协作方面，成功的标准化多由全行业经济需求加速而非行政指令推动。在保持技术敏捷性方面，主张分层实现策略：核心通信、安全与安全基线固化为刚性全球标准，应用特定功能留待专有差异化。在多学科剖面与全球标准协调方面，提出分层剖面方法，在基础全球基线之上将垂直行业约束隔离于子剖面；并探讨IEEE产业联盟网络（IAN）等标准转化框架，使区域或联盟指南可快速升级为国际标准。
（三）关键成果与技术共识：通过各工作组协同研讨形成三方面共识。跨域硬件安全框架方面，安全关键医疗电子、多芯片Chiplet架构与边缘智能不能再依赖孤立专有安全机制，须形式化统一跨域威胁模型，并承诺开发跨异构边界的标准化运行时密码学证明与硬件可信根（RoT）实现，以缓解硬件木马与供应链脆弱性。多芯片与Chiplet生态标准化方面，在IEEE P3468发展路径基础上固化芯片间（D2D）接口电路架构要求，互操作指标须超越物理层连接，纳入确定性时延边界与协议级安全执行，并动员学术界与产业界为P3468后续草案积极贡献。生物医学接口与数据治理方面，可穿戴/植入式ExG接口电路工作组就降低植入式柔性BCI传感器能耗开销对齐技术目标，共识要求未来ExG标准纳入硬件级加密指标，在严格生物医学功耗包络与现代数据隐私法规之间取得平衡。IEEE SA与CASS协作战略路线图方面，建立从IEEE CAS前沿电路研究到IEEE SA正式工作组的直接通道，确保未来全球半导体标准由最新同行评议的集成电路设计创新所支撑。
四、讨论与结论
研讨会表明，将前沿电路设计与全球标准化框架衔接具有关键必要性。IEEE P3718、IEEE P3468与可穿戴/植入式ExG接口电路工作组达成的技术共识揭示了一个关键转向：未来半导体生态不能将安全与互操作性视为设计后的次要实现，硬件级信任边界、标准化密码学证明预算与能效生物医学数据治理必须与物理电路架构协同设计。IEEE CASS与IEEE SA之间确立的战略通道将持续确保新兴学术突破主动影响并加速开放、安全、全球互操作的产业标准部署。作者在致谢中感谢ISCAS 2026组委会及大会主席Lian Yong提供场地与技术支持，并特别致谢Yongfu Li（CASS SASD前任主席）与Zhao Yang（CASS SASD委员会成员）在推动新兴技术领域安全标准化方面的持续指导与战略倡议；本研究工作部分由IEEE CAS学会与IEEE标准协会支持。
