中國芯：AI是突破口嗎？
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在人工智慧時代，中國晶元還有機會。
文 | 向小田
近日因美國商務部對中興通訊制裁，引發了中國輿論關於半導體產業落後受制於人，缺乏自主研發晶元等痛點的大討論。討論話音未落，又傳來幾則消息，一是聯發科因台經濟部門要求謹慎對大陸銷售晶元，二則是美相關部門要求英偉達（NVIDIA）評估在華經營活動。
雖然上面兩則事態還未演繹到禁售的程度，但已經可見，不管是在中低端的手機晶元，還是在高端的人工智慧晶元，美國都已經開展行動——目標是保持美國半導體行業領先優勢，對中國半導體整體競爭力提升嚴防死守。
在晶元領域，中國起步太晚。PC領域，Intel地位難以撼動。手機領域，雖然在2G時代中國有展訊等廠商苦苦奮戰，但到了3G智能手機時代，市場也已經被高通、蘋果、三星等瓜分殆盡。然而，近幾年人工智慧的興起，給了中國的晶元業一個機會，可以嘗試去挑戰一下美國的晶元霸權。
01
晶元格局重構
為什麼說人工智慧的興起會導致晶元業格局的重建呢？以英偉達為例，這家公司曾經是做圖像處理晶元（GPU）的，無論是在PC上還是在手機上，英偉達都不是主流的晶元公司。
但是人工智慧的興起，讓許多人發現GPU在深度學習上的功效，因此英偉達得以基於GPU開發AI晶元，也由此成了AI晶元領域目前全球市場份額最大的公司（佔比約70%）。資本市場也看好英偉達的前景，英偉達市值過去2年漲了10倍，目前高達1300多億美元。
Intel作為PC晶元霸主，卻丟了手機市場。ARM作為手機市場霸主（三星、高通、蘋果都是用ARM的IP授權設計晶元），卻沒有搶到AI晶元的蛋糕。同樣，英偉達靠GPU暫時做穩了AI晶元老大的位置，其地位卻一直被谷歌、微軟等公司虎視眈眈。沒有一個巨頭現在能做得安心的。
在這樣的背景之下，中國的科技公司有沒有可能參與競爭，並且擁有一席之地呢？
我們認為是可能的。
02
演算法和晶元的互動
Intel收購Mobileye後，很多評論家說，演算法和晶元已經進入了協同進化的時代。圖靈獎獲得者Alan Kay也說，如果要嚴肅思考你的軟體，就必須要做你自己的硬體。蘋果自己做手機晶元，特斯拉自己做自動駕駛晶元，都在表明一種趨勢：軟體和硬體互相成就、互相促成，行業競爭已經到了這樣一個階段。
中國科技廠商雖然在晶元等硬體上比較弱，但是在軟體、應用層面和美國的差距卻沒有那麼大。尤其是在人工智慧的應用上面，中國市場以場景豐富而聞名。中國網民人口眾多，互聯網應用產生了大量的數據。中國汽車產銷量長期保持世界第一，路況複雜，也是自動駕駛技術發展的最佳土壤。中國的互聯網公司，尤其是百度，在深度學習方面的技術積累也比較多。這些公司肯定會逐漸將觸角深入晶元領域，把他們的AI演算法、用戶體驗方面積累的經驗，反饋到晶元整體架構的設計中去。
舉例來說，為應對龐大的計算需求和深度學習的要求，早在兩三年前，百度就開始用GPU替代CPU進行計算，同時與Altera公司合作在雲數據中心使用FPGA集群——百度作為最早一批在伺服器中使用FPGA集群的科技巨頭，滿足了數據中心環節對高性能和靈活性的要求，並且完成了國內最大規模的部署。這些工作和技術創新的到了業內的好評，被收錄在ASPLOS2014、hotchips2014和hotchips2016中。hotchips是國際高性能微處理器研討會，中國歷史上已經發表了8篇文章，其中3篇來自百度。一般人很難去了解這些業內信息。
2017年，百度宣布在公有雲伺服器中部署基於賽靈思FPGA的應用加速服務，帶動主流雲服務企業把目光聚焦到FPGA上。在和賽靈思的合作的基礎上，百度發布了XPU（雲計算加速晶元），採用百度設計的新一代AI處理架構，擁有專用計算單元和數百個處理器，兼具GPU的通用型和FPGA的高效率，同時針對PaddlePaddle深度學習平台進行了優化。
從百度上面的路徑可以看到，國內科技公司尤其是致力於發展雲計算的公司，在實踐中必然會不滿足於只做演算法，而會演算法和晶元一起做。先進演算法對晶元提出更高的要求，更強算力的晶元支撐優秀的AI演算法，兩者不可分離。
03
BAT的布局
既然AI晶元和雲計算／人工智慧的發展不可分割，那麼中國的科技公司裡面，有哪些有機會挑戰全球領導地位呢？
對於以計算起家的百度而言，其做晶元起點就比較高了。能力越大，自然也要承擔更大的責任。百度AI負責人王海峰最近在數字中國峰會上提出，百度的深度學習框架PaddlePaddle其實就相當於AI指令集。有這個指令集，就有機會減少大量工作量，產出AI晶元。
除了自研伺服器晶元外，百度還和華為、展銳、賽靈思、ARM形成了聯盟，此外還投資了上海漢楓、Lightelligence等公司，研發各種類型的消費級AI晶元。百度的幾大開源平台，包括對話式人工智慧操作系統DuerOS和自動駕駛開放平台Apollo，都會產出對應的消費級AI晶元。
阿里巴巴的馬雲前幾天在日本演講時講到，阿里過去4年已經投資了5家半導體公司，阿里達摩院也正在研究AI晶元AliNPU。我看了一下阿里投資的半導體公司，中天微是做晶元架構的，寒武紀、深鑒科是做AI晶元設計的，Kneron、ASR是做消費類電子晶元IDM的，Barefoot Networks則是做數據中心可編程晶元的。阿里介入晶元業的方式主要是投資創業公司，所以目前發展還在早期，短期還看不到效果。
騰訊本身是做軟體出身的，對硬體投資較少，目前除了上述Barefoot Networks和阿里一起投資外，還沒有公布在AI晶元領域的投資。不過在AI應用上，騰訊通過其投資部門做了一些布局。
在AI晶元的布局上面，BAT裡面百度應該是布局最廣、最早，也是最好的。
04
中國AI晶元軍團
除了要百度這樣的龍頭企業發力AI晶元以外，要想突破和超越美國同業的水平，還需要大量的創業公司，來豐富中國AI晶元產業的生態。可喜的是，國內已經有越來越多的資金和人才進入AI晶元這個市場。
正是因為百度做晶元最早，布局人工智慧最深，它為國內AI晶元行業以及整個AI基礎技術領域貢獻了許多傑出人才。包括地平線機器人的創始人余凱在內，在整個AI產業領袖中，百度系幾乎佔據中國的半壁江山。
除了百度系人才外，中科院背景的寒武紀科技、清華大學出身的深鑒科技、上海交通大學背景的依圖科技、香港大學孵化的商湯科技，這些高校背景的人工智慧公司也在進入AI晶元市場。
另外我們也能看到國內有一些公司，比如上海兆芯、中星微電子、華為海思、科大訊飛等等，還有靠數字貨幣起家的比特大陸、嘉耘智能等等，都在AI晶元領域裡面默默探索。
兄弟爬山，各自努力。國內AI晶元的創業環境，已經是史上最好——當然還會更好。從百度到中型公司再到諸多創業公司，這些公司都是中國AI晶元行業能夠追上甚至超過世界先進水平的希望所在。
05
結語
AI晶元的應用場景極其豐富，包括智能安防、智能家居、消費電子、自動駕駛、雲計算和智慧城市等等。正因為應用廣泛，且涉及到國民經濟諸多核心領域，中國迫切需要在這個方向上自主創新，實現進口替代。
核心技術是國之重器。在最近中美貿易糾紛的背景之下，晶元問題尤其突出。我們希望中國的AI晶元公司能夠發展起來，如果能在產業鏈某些環節上實現突破，和美國形成互補，整個行業的安全性就會大大提升。當今世界，合作大於競爭。我們可以看到，目前中國AI晶元行業，許多中國公司和外國公司合作、聯盟，市場很大，空間廣闊。發展AI晶元，這是時代賦予的機會，也是一整代中國科技人的歷史使命。
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