AI晶元爆髮式增長，2018年「中國芯」迎來新機遇

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《中國經濟周刊》 記者 曹煦 | 北京報道

責編：周琦

（本文刊發於《中國經濟周刊》2018年第19期）

依託海量數據、資本加持、巨大的應用場景和市場需求，中國AI晶元有望「彎道超車」。（視覺中國）

5月3日，智能晶元設計公司寒武紀科技發布了國內首款雲端人工智慧晶元，理論峰值速度達每秒128萬億次定點運算，達到世界先進水平，可廣泛應用於智能手機、智能音箱、智能駕駛等不同領域。

此前不久，另一家現象級的創業公司地平線，也發布了中國首款全球領先的嵌入式人工智慧視覺晶元。剛剛結束的北京國際車展上，地平線還展示了搭載新一代自動駕駛晶元架構的自動駕駛計算平台。

寒武紀和地平線們的背後，是一個爆髮式增長的市場。前瞻產業研究院預測，2021年全球人工智慧（AI）晶元市場規模將達到111億美元，相比2016年的36億美元，年複合增長率達到25%。

最令業界欣慰的是，相比傳統晶元行業，AI晶元全球起步時間幾乎同步，在自主技術研發、建立晶元應用場景上，AI晶元領域蘊藏著「中國芯」彎道超車的機會。

>>晶元最重要的是建立產業生態

AI晶元又被稱為深度學習晶元、神經元晶元，主要指專為深度學習計算特點和需求而設計的一類專用晶元。

與傳統晶元不同，AI晶元模擬大腦的神經元和突觸，一條指令即可完成一條神經元的處理，這種計算模式在做圖像識別等智能處理時，效率可比傳統晶元高几百倍。據悉，AI晶元相比傳統晶元規模更大，結構更加複雜，運算能力更強，迭代速度從摩爾定律中每18～24個月迭代一次演進為9個月迭代一次。

人工智慧的崛起主要得益於三大突破——演算法、數據和算力。三者缺一不可，其中算力非常依賴晶元的發展。因此，AI晶元已成人工智慧技術發展過程中的關鍵環節。清華大學微電子研究所所長魏少軍說：「如今的人工智慧、大數據、雲計算背後的真正支撐點就是晶元，沒有晶元一切都是假的，這也是人工智慧技術繞不開的話題。」

據中科院計算所研究員陳天石介紹，人工智慧晶元在設計時專門考慮了視覺、語音和自然語言處理的一些運算的特徵。在設計處理器架構時，針對這些應用的特徵做了專門的優化。「最後的效果就是在做智能處理任務的時候，性能比傳統處理器更好，能耗可以更低。」

目前人工智慧晶元已經廣泛應用於圖像識別、智能安防、智能駕駛、語音識別、消費類電子等領域。業內人士認為，雲端智能晶元的問世，將為大數據量、多任務、高通量等複雜的雲端智能處理需求提供新的技術支撐。

據悉，寒武紀此次發布的雲端晶元，可以支持各類深度學習和經典機器學習演算法，充分滿足視覺、語音、自然語言處理、經典數據挖掘等領域複雜場景下的雲端智能處理需求。

不過，即使像寒武紀這樣擁有終端處理和雲端智能處理器的商業公司，和國際巨頭相比依然存在明顯「短板」——產業生態。

「晶元最重要的還是能夠用起來，只有被大量使用形成市場規模，從而建立起產業生態，才能通過市場回血實現可持續發展。」中芯國際集成電路製造有限公司工作人員向《中國經濟周刊》記者坦言，目前國內人工智慧公司都在爭分奪秒推出各自的產品和應用，沒有時間和精力去給國產的AI晶元做配套。而外國廠商的AI晶元由於起步早， 生態建立得相對完善，因此吸引了大批國內用戶。

>>如火如荼的AI晶元產業

業內普遍認為，在政策、市場、資本的多重刺激下，中國的人工智慧晶元產業正迎來最好的時代，未來發展空間可期。

從政策層面看，2017年3月人工智慧首次被寫入政府工作報告，同年7月國務院發布《新一代人工智慧發展規劃》，將人工智慧上升至國家發展戰略；2017年12月，工信部發布《促進新一代人工智慧產業發展三年行動計劃（2018—2020）》；2018年3月5日，十三屆全國人大一次會議再次將人工智慧發展寫入政府工作報告。

從市場一線看，行業垂直門戶賽迪網的一份研究報告顯示，目前的AI晶元參與者涵蓋了新型創業型公司（地平線、上海熠知、探境科技等）、行業或互聯網巨頭（BAT等）、傳統晶元公司（華為海思、瑞芯微等）、高校、研究院背景的創業型公司（寒武紀、深鑒科技、清華微電子所等）。

在「老中青」三代企業的發力之下，中國AI晶元產業熱鬧非凡。數據顯示，僅2017年下半年，在晶元製造巨頭台積電的生產線上，就有超過30家企業的AI晶元在排隊等待流片（指把設計好的技術文件交給晶元生產廠家進行生產）。

據悉，深鑒科技、雲知聲、異構智能等一批國產晶元公司均將在2018年完成流片。可以預見，2018年將會是「AI中國芯」密集落地的一年。

事實上，百度、阿里等互聯網巨頭都已默默「上芯」。

阿里不但宣布自主研發Ali-NPU的AI晶元，4月20日又全資收購嵌入式CPU研發與產業化公司中天微。此外，阿里還投資了寒武紀、深鑒和翱捷等數家初創半導體公司。

百度則布局更早，2017年就率先成為第一家擁有自有晶元的網路巨頭，其發布的XPU（雲計算加速晶元），採用自主設計的新一代AI處理架構，可應用在AI、數據分析、雲計算和無人駕駛上。

除了這些巨頭，包括地平線、華夏芯、比特大陸等本土AI企業都宣布推出或正在研發人工智慧晶元。最新消息稱，台積電南京晶圓廠已經向比特大陸交付了首批16nm晶元。

與此同時，敏銳的資本早已嗅到商機。2017年8月，成立僅一年的寒武紀宣布完成1億美元 A輪融資，投資方陣容強大，阿里巴巴、聯想、科大訊飛等企業均有參與。2017年10月，定位為「AI時代英特爾」的本土人工智慧晶元初創企業地平線，也獲得了英特爾領投的近億美元融資。

>>全球協作的中國機會

必須正視的是，國內的「芯聲」雖大，但在全球AI晶元的市場版圖中，目前依然是歐美巨頭的天地。

近日，調研機構Compass Intelligence發布了全球AI晶元公司排行榜，其中NVIDIA（英偉達）位居第1，Intel（英特爾）緊隨其後，NXP（恩智浦）位列第3。IBM、AMD、ARM、蘋果、谷歌、高通等歐美巨頭佔據了榜單前列。華為成為榜單上最靠前的中國身影，位居第12位。

排名榜首的英偉達針對人工智慧專門開發的GPU（圖形處理晶元），憑藉著便捷的編程環境和豐富的生態體系，成為業界主流方案。包括阿里、華為在內的眾多中國企業都採購了英偉達生產的GPU。目前，英偉達全球業務中約1/5來自中國。

諸多事例證明，若核心技術受制於人，可能在極端情況下給企業帶來無法預測的風險。不過，業內人士普遍表示，雖然在通用晶元領域中國「受制於人」，但是在人工智慧時代，依託中國人口紅利的海量數據、資本加持、巨大的應用場景和市場需求，讓中國AI晶元有望「彎道超車」。

在百度總裁張亞勤看來，進入AI時代後，技術需要新的架構，很多公司在做AI晶元，就會產生新的操作系統、新的晶元和新的生態。這就是中國公司的機會。

專註TMT領域投資的旭輝資本董事總經理韓琳對《中國經濟周刊》記者說，當前的人工智慧正處於產業化的早期階段，所有的國家都站在同一條起跑線上。而中國政府從上至下給予了人工智慧高度關注，完成了一系列政策層面的頂層設計，使得中國企業在競爭中佔據了一定優勢。「中國本土晶元公司擁有大數據優勢和本地化的應用場景資源，必將加速崛起。而在華外資企業也在積極投身人工智慧發展大潮，和本土公司深度合作，助力中國人工智慧產業發展壯大。」

地平線副總裁張永謙接受《中國經濟周刊》記者採訪時同樣認為，中國本土企業在國內市場更有優勢。「以自動駕駛為例，國外與中國的路況差異極大，這意味著需要進行大量數據訓練、深度學習的自動駕駛人工智慧。」

也有業內人士認為，中國發展AI晶元應主動融入世界，拒絕「閉門造車」。前述中芯國際工作人員向《中國經濟周刊》介紹說，整個集成電路產業已是一個高度全球化的產業，沒有一個國家可以獨立運行，「中國大陸的產業力量非常薄弱，必須堅持開放發展，深度融入全球產業鏈，才能有所作為。」

華為榮耀總裁趙明對此予以認同，「在晶元設計上，國內廠商追趕得很快，但設計的工具在美國。晶元設計是全球『多國部隊』在做，像華為的晶元研究，日本、美國、歐洲的公司都有參與。」

2018年第19期《中國經濟周刊》封面

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