AI芯片爆發(fā)式增長(zhǎng)，“中國(guó)芯”迎來(lái)新機(jī)遇

曹煦

5月3日，智能芯片設(shè)計(jì)公司寒武紀(jì)科技發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款云端人工智能芯片，理論峰值速度達(dá)每秒128萬(wàn)億次定點(diǎn)運(yùn)算，達(dá)到世界先進(jìn)水平，可廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、智能音箱、智能駕駛等不同領(lǐng)域。

此前不久，另一家現(xiàn)象級(jí)的創(chuàng)業(yè)公司地平線，也發(fā)布了中國(guó)首款全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能視覺(jué)芯片。剛剛結(jié)束的北京國(guó)際車展上，地平線還展示了搭載新一代自動(dòng)駕駛芯片架構(gòu)的自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)。

寒武紀(jì)和地平線們的背后，是一個(gè)爆發(fā)式增長(zhǎng)的市場(chǎng)。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè)，2021年全球人工智能（AI）芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到111億美元，相比2016年的36億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到25%。

最令業(yè)界欣慰的是，相比傳統(tǒng)芯片行業(yè)，AI芯片全球起步時(shí)間幾乎同步，在自主技術(shù)研發(fā)、建立芯片應(yīng)用場(chǎng)景上，AI芯片領(lǐng)域蘊(yùn)藏著“中國(guó)芯”彎道超車的機(jī)會(huì)。

芯片最重要的是建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)

AI芯片又被稱為深度學(xué)習(xí)芯片、神經(jīng)元芯片，主要指專為深度學(xué)習(xí)計(jì)算特點(diǎn)和需求而設(shè)計(jì)的一類專用芯片。

與傳統(tǒng)芯片不同，AI芯片模擬大腦的神經(jīng)元和突觸，一條指令即可完成一條神經(jīng)元的處理，這種計(jì)算模式在做圖像識(shí)別等智能處理時(shí)，效率可比傳統(tǒng)芯片高幾百倍。據(jù)悉，AI芯片相比傳統(tǒng)芯片規(guī)模更大，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，運(yùn)算能力更強(qiáng)，迭代速度從摩爾定律中每18～24個(gè)月迭代一次演進(jìn)為9個(gè)月迭代一次。

人工智能的崛起主要得益于三大突破——算法、數(shù)據(jù)和算力。三者缺一不可，其中算力非常依賴芯片的發(fā)展。因此，AI芯片已成人工智能技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。清華大學(xué)微電子研究所所長(zhǎng)魏少軍說(shuō)：“如今的人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算背后的真正支撐點(diǎn)就是芯片，沒(méi)有芯片一切都是假的，這也是人工智能技術(shù)繞不開(kāi)的話題?！?/p>

據(jù)中科院計(jì)算所研究員陳天石介紹，人工智能芯片在設(shè)計(jì)時(shí)專門考慮了視覺(jué)、語(yǔ)音和自然語(yǔ)言處理的一些運(yùn)算的特征。在設(shè)計(jì)處理器架構(gòu)時(shí)，針對(duì)這些應(yīng)用的特征做了專門的優(yōu)化?！白詈蟮男Ч褪窃谧鲋悄芴幚砣蝿?wù)的時(shí)候，性能比傳統(tǒng)處理器更好，能耗可以更低。”

目前人工智能芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于圖像識(shí)別、智能安防、智能駕駛、語(yǔ)音識(shí)別、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，云端智能芯片的問(wèn)世，將為大數(shù)據(jù)量、多任務(wù)、高通量等復(fù)雜的云端智能處理需求提供新的技術(shù)支撐。

據(jù)悉，寒武紀(jì)此次發(fā)布的云端芯片，可以支持各類深度學(xué)習(xí)和經(jīng)典機(jī)器學(xué)習(xí)算法，充分滿足視覺(jué)、語(yǔ)音、自然語(yǔ)言處理、經(jīng)典數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域復(fù)雜場(chǎng)景下的云端智能處理需求。

不過(guò)，即使像寒武紀(jì)這樣擁有終端處理和云端智能處理器的商業(yè)公司，和國(guó)際巨頭相比依然存在明顯“短板”——產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

“芯片最重要的還是能夠用起來(lái)，只有被大量使用形成市場(chǎng)規(guī)模，從而建立起產(chǎn)業(yè)生態(tài)，才能通過(guò)市場(chǎng)回血實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。”中芯國(guó)際集成電路制造有限公司工作人員向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者坦言，目前國(guó)內(nèi)人工智能公司都在爭(zhēng)分奪秒推出各自的產(chǎn)品和應(yīng)用，沒(méi)有時(shí)間和精力去給國(guó)產(chǎn)的AI芯片做配套。而外國(guó)廠商的AI芯片由于起步早， 生態(tài)建立得相對(duì)完善，因此吸引了大批國(guó)內(nèi)用戶。

如火如荼的AI芯片產(chǎn)業(yè)

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，在政策、市場(chǎng)、資本的多重刺激下，中國(guó)的人工智能芯片產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)最好的時(shí)代，未來(lái)發(fā)展空間可期。

從政策層面看，2017年3月人工智能首次被寫入政府工作報(bào)告，同年7月國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將人工智能上升至國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略;2017年12月，工信部發(fā)布《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020）》;2018年3月5日，十三屆全國(guó)人大一次會(huì)議再次將人工智能發(fā)展寫入政府工作報(bào)告。

從市場(chǎng)一線看，行業(yè)垂直門戶賽迪網(wǎng)的一份研究報(bào)告顯示，目前的AI芯片參與者涵蓋了新型創(chuàng)業(yè)型公司（地平線、上海熠知、探境科技等）、行業(yè)或互聯(lián)網(wǎng)巨頭（BAT等）、傳統(tǒng)芯片公司（華為海思、瑞芯微等）、高校、研究院背景的創(chuàng)業(yè)型公司（寒武紀(jì)、深鑒科技、清華微電子所等）。

在“老中青”三代企業(yè)的發(fā)力之下，中國(guó)AI芯片產(chǎn)業(yè)熱鬧非凡。數(shù)據(jù)顯示，僅2017年下半年，在芯片制造巨頭臺(tái)積電的生產(chǎn)線上，就有超過(guò)30家企業(yè)的AI芯片在排隊(duì)等待流片（指把設(shè)計(jì)好的技術(shù)文件交給芯片生產(chǎn)廠家進(jìn)行生產(chǎn)）。

據(jù)悉，深鑒科技、云知聲、異構(gòu)智能等一批國(guó)產(chǎn)芯片公司均將在2018年完成流片。可以預(yù)見(jiàn)，2018年將會(huì)是“AI中國(guó)芯”密集落地的一年。

事實(shí)上，百度、阿里等互聯(lián)網(wǎng)巨頭都已默默“上芯”。

阿里不但宣布自主研發(fā)Ali-NPU的AI芯片，4月20日又全資收購(gòu)嵌入式CPU研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化公司中天微。此外，阿里還投資了寒武紀(jì)、深鑒和翱捷等數(shù)家初創(chuàng)半導(dǎo)體公司。

百度則布局更早，2017年就率先成為第一家擁有自有芯片的網(wǎng)絡(luò)巨頭，其發(fā)布的XPU（云計(jì)算加速芯片），采用自主設(shè)計(jì)的新一代AI處理架構(gòu)，可應(yīng)用在AI、數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算和無(wú)人駕駛上。

除了這些巨頭，包括地平線、華夏芯、比特大陸等本土AI企業(yè)都宣布推出或正在研發(fā)人工智能芯片。最新消息稱，臺(tái)積電南京晶圓廠已經(jīng)向比特大陸交付了首批16nm芯片。

與此同時(shí)，敏銳的資本早已嗅到商機(jī)。2017 年 8 月，成立僅一年的寒武紀(jì)宣布完成 1 億美元 A 輪融資，投資方陣容強(qiáng)大，阿里巴巴、聯(lián)想、科大訊飛等企業(yè)均有參與。2017年10月，定位為“AI時(shí)代英特爾”的本土人工智能芯片初創(chuàng)企業(yè)地平線，也獲得了英特爾領(lǐng)投的近億美元融資。

全球協(xié)作的中國(guó)機(jī)會(huì)

必須正視的是，國(guó)內(nèi)的“芯聲”雖大，但在全球AI芯片的市場(chǎng)版圖中，目前依然是歐美巨頭的天地。

近日，調(diào)研機(jī)構(gòu)Compass Intelligence發(fā)布了全球AI芯片公司排行榜，其中NVIDIA（英偉達(dá)）位居第1，Intel（英特爾）緊隨其后，NXP（恩智浦）位列第3。IBM、AMD、ARM、蘋果、谷歌、高通等歐美巨頭占據(jù)了榜單前列。華為成為榜單上最靠前的中國(guó)身影，位居第12位。

排名榜首的英偉達(dá)針對(duì)人工智能專門開(kāi)發(fā)的GPU（圖形處理芯片），憑借著便捷的編程環(huán)境和豐富的生態(tài)體系，成為業(yè)界主流方案。包括阿里、華為在內(nèi)的眾多中國(guó)企業(yè)都采購(gòu)了英偉達(dá)生產(chǎn)的GPU。目前，英偉達(dá)全球業(yè)務(wù)中約1/5來(lái)自中國(guó)。

諸多事例證明，若核心技術(shù)受制于人，可能在極端情況下給企業(yè)帶來(lái)無(wú)法預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò)，業(yè)內(nèi)人士普遍表示，雖然在通用芯片領(lǐng)域中國(guó)“受制于人”，但是在人工智能時(shí)代，依托中國(guó)人口紅利的海量數(shù)據(jù)、資本加持、巨大的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)需求，讓中國(guó)AI芯片有望“彎道超車”。

在百度總裁張亞勤看來(lái)，進(jìn)入AI時(shí)代后，技術(shù)需要新的架構(gòu)，很多公司在做AI芯片，就會(huì)產(chǎn)生新的操作系統(tǒng)、新的芯片和新的生態(tài)。這就是中國(guó)公司的機(jī)會(huì)。

專注TMT領(lǐng)域投資的旭輝資本董事總經(jīng)理韓琳對(duì)《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者說(shuō)，當(dāng)前的人工智能正處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段，所有的國(guó)家都站在同一條起跑線上。而中國(guó)政府從上至下給予了人工智能高度關(guān)注，完成了一系列政策層面的頂層設(shè)計(jì)，使得中國(guó)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了一定優(yōu)勢(shì)。“中國(guó)本土芯片公司擁有大數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)和本地化的應(yīng)用場(chǎng)景資源，必將加速崛起。而在華外資企業(yè)也在積極投身人工智能發(fā)展大潮，和本土公司深度合作，助力中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大?！?p>

地平線副總裁張永謙接受《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》記者采訪時(shí)同樣認(rèn)為，中國(guó)本土企業(yè)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)更有優(yōu)勢(shì)?！耙宰詣?dòng)駕駛為例，國(guó)外與中國(guó)的路況差異極大，這意味著需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練、深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)駕駛?cè)斯ぶ悄?。?/p>

也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，中國(guó)發(fā)展AI芯片應(yīng)主動(dòng)融入世界，拒絕“閉門造車”。前述中芯國(guó)際工作人員向《中國(guó)經(jīng)濟(jì)周刊》介紹說(shuō)，整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)已是一個(gè)高度全球化的產(chǎn)業(yè)，沒(méi)有一個(gè)國(guó)家可以獨(dú)立運(yùn)行，“中國(guó)大陸的產(chǎn)業(yè)力量非常薄弱，必須堅(jiān)持開(kāi)放發(fā)展，深度融入全球產(chǎn)業(yè)鏈，才能有所作為?！?/p>

華為榮耀總裁趙明對(duì)此予以認(rèn)同，“在芯片設(shè)計(jì)上，國(guó)內(nèi)廠商追趕得很快，但設(shè)計(jì)的工具在美國(guó)。芯片設(shè)計(jì)是全球‘多國(guó)部隊(duì)在做，像華為的芯片研究，日本、美國(guó)、歐洲的公司都有參與。”