從“ai芯片四杰”探尋我國人工智能芯片行業(yè)機(jī)遇

近日，關(guān)于人工智能的話題不斷升溫。

馬化騰、董明珠等也屢屢提到人工智能與芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中馬化騰也提到了騰訊未來將對(duì)ai芯片的投資。

中國工程院院士、中星微電子集團(tuán)創(chuàng)建人兼首席科學(xué)家鄧中翰也公開表示“人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力量。人工智能與航天、軍工等重要領(lǐng)域一樣，必須實(shí)現(xiàn)底層核心芯片的自主可控，才能確保國家安全、公共安全和信息安全?！?/p>

事實(shí)上，中國芯片產(chǎn)業(yè)長期落后于西方，而人工智能賽道方興未艾，外界普遍認(rèn)為是彎道超車的好機(jī)會(huì)。

ai芯片方興未艾

近年來，人工智能備受關(guān)注。2016年7月，人工智能首次納入《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》；2017年7月印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。有關(guān)報(bào)告中亦提及：“促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，培育新一代信息技術(shù)、高端裝備、生物醫(yī)藥、新能源汽車、新材料等新興產(chǎn)業(yè)集群，壯大數(shù)字經(jīng)濟(jì)?！庇纱丝梢?，人工智能將為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新動(dòng)能。

有關(guān)人士表示，將會(huì)把人工智能方面立法列入抓緊研究項(xiàng)目，圍繞相關(guān)法律問題進(jìn)行深入的調(diào)查論證，努力為人工智能的創(chuàng)新發(fā)展提供有力的法治保障。

大眾所了解到的人工智能應(yīng)用及產(chǎn)品包括各種智能音箱、智能汽車、無人機(jī)等，但人工智能之所以能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，最基礎(chǔ)的還是其芯片以及收集的大量數(shù)據(jù)，芯片提供強(qiáng)大的算力，從而使得機(jī)器能夠運(yùn)用大量數(shù)據(jù)進(jìn)行“深度學(xué)習(xí)”以獲得某種規(guī)律，從而最終根據(jù)規(guī)律來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的智能化。

由此可見，ai芯片在整個(gè)人工智能產(chǎn)業(yè)鏈中占有較為重要的位置。ai芯片可分為通用性芯片（gpu）、半定制化芯片（fpga）、全定制化芯片（asic）、類腦芯片四種類型。

根據(jù)清華大學(xué)的aminer團(tuán)隊(duì)所發(fā)表的2018人工智能芯片研究報(bào)告，ai芯片的主流架構(gòu)經(jīng)歷了一系列的變化。從一個(gè)開始最為通用的cpu，到后來隨著高清視頻、vr、ar游戲等行業(yè)的發(fā)展，gpu（顯卡的芯片）產(chǎn)品取得快速的突破，同時(shí)人們發(fā)現(xiàn)gpu的并行計(jì)算特性恰好適應(yīng)人工智能算法及大數(shù)據(jù)并行計(jì)算的需求，因此開始嘗試使用gpu進(jìn)行人工智能計(jì)算。

進(jìn)入2015年后，gpu的性能功耗比不高的特點(diǎn)使其適用場合受到很多限制，業(yè)界開始研發(fā)針對(duì)人工智能的專用芯片，也就是全定制化的asic芯片，通過更好的硬件和芯片架構(gòu)，在計(jì)算效率、能耗比上進(jìn)一步提升。

行業(yè)分析師王樹一表示，對(duì)于大多數(shù)的人工智能芯片公司而言，最終還是要在市場上生存，找到合適的應(yīng)用場景進(jìn)行落地，成為大部分人工智能公司發(fā)展的必然選擇。也因此ai行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)從以技術(shù)驅(qū)動(dòng)逐步發(fā)展成為了一個(gè)以場景和運(yùn)用驅(qū)動(dòng)為主的產(chǎn)業(yè)，全定制化芯片也越來越受到青睞。

比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉在2018年10月的ai新品發(fā)布會(huì)上曾分析道，在ai芯片架構(gòu)變革的背后其實(shí)是各行各業(yè)對(duì)于日益高漲的ai算力需求的急劇提升?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及以及發(fā)展產(chǎn)生了海量的視頻、語音、圖像、文字等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在傳輸、儲(chǔ)存以及檢索等過程中都遇到了諸多難題，行業(yè)對(duì)于如何能夠更好地利用這些數(shù)據(jù)以滿足自身業(yè)務(wù)需要有著迫切的需求。

“ai芯片四杰”成型

王樹一表示，當(dāng)前ai芯片可分為三個(gè)梯隊(duì)，第一梯隊(duì)已經(jīng)殺出重圍，成為事實(shí)行業(yè)標(biāo)配選擇的公司；第二梯隊(duì)仍在競爭，有機(jī)會(huì)在某些特定場景生存下來，比如國內(nèi)外很多的公司，不排除有機(jī)會(huì)有的公司能殺到通用市場，成為巨頭；第三梯隊(duì)，找不到應(yīng)用場景又沒有融到足夠過冬錢的公司，將在這次寒冬中逐漸失去活力。

據(jù)悉，目前在國內(nèi)ai芯片領(lǐng)域，有四家各具特色的公司被稱為“ai芯片四杰”，這四家分別為華為海思、比特大陸、寒武紀(jì)和地平線。

比特大陸，這家成立5年多的廠商，一路將區(qū)塊鏈芯片的工藝從55nm推進(jìn)到7nm，全球市場份額占70%以上，其招股書顯示，在2017年以及2018年上半年?duì)I收均超過25億美金，成為僅次于海思的國內(nèi)第二大ic設(shè)計(jì)廠商，估值達(dá)到150億美金。

區(qū)塊鏈芯片只是比特大陸的廣為人知的一面，相對(duì)低調(diào)的是其專注安防領(lǐng)域的ai芯片。比特大陸在2015年組建芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，定下了研發(fā)面向深度學(xué)習(xí)的張量處理器的戰(zhàn)略，此后，經(jīng)過一年多的研發(fā)，分別在2017年和2018年推出兩代云端ai芯片，對(duì)外發(fā)售基于芯片的深度學(xué)習(xí)板卡和高性能服務(wù)器，專注在安防場景。

在安防這一應(yīng)用場景下，比特大陸研發(fā)了用于視頻結(jié)構(gòu)化的算豐高密度智能服務(wù)器sa3，這一產(chǎn)品能夠處理約90路1080p的視頻數(shù)據(jù)，已被用于公安、交通等場景的視頻智能分析、視頻ai云的技術(shù)設(shè)施和算力服務(wù)，以及園區(qū)、廣電等場景的視頻智能分析。日前比特大陸已與福州市政府部門、中移杭研、聯(lián)通網(wǎng)研院等達(dá)成戰(zhàn)略合作，基于其ai芯片的算力云和服務(wù)器、邊緣計(jì)算盒子等產(chǎn)品不斷商用落地。

寒武紀(jì)在過去一年，也做了不少事情。例如其云端智能芯片mlu100及板卡正式面世，完成新一輪融資估值達(dá)到25億美金，再如參加民營企業(yè)座談會(huì)、寒武紀(jì)1h加持華為麒麟980等。

此前，寒武紀(jì)攜八家合作伙伴和端云全線亮相2018安博會(huì)，也預(yù)示了對(duì)進(jìn)軍安防行業(yè)的決心。寒武紀(jì)聯(lián)合星宸半導(dǎo)體/sigmastar（原mstarsmartcamera事業(yè)部）和的盧深視（國內(nèi)三維視覺領(lǐng)域新銳公司）推出了集成寒武紀(jì)終端智能處理器ip產(chǎn)品的系統(tǒng)解決方案，以芯片+場景展示實(shí)際應(yīng)用。

地平線最近因?yàn)槠?億美金融資又上頭條，估值也上漲至30億美金，本輪融資的領(lǐng)頭方來自sk海力士。根據(jù)官方消息，未來一年將在汽車級(jí)處理器架構(gòu)以及第三代處理器架構(gòu)方面取得突破。

地平線與其他三家芯片企業(yè)不同之處在于，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)大多算法行業(yè)出身，因此公司一直對(duì)外宣稱要走“軟硬件一體化”的路子，算法芯片兩手抓。在過去幾年中，地平線相繼推出了征程、旭日兩款芯片，以及一個(gè)自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)matrix，其他產(chǎn)品還未出現(xiàn)在公開信息中。

2017年底發(fā)布的ai視覺芯片“旭日1.0”，標(biāo)志著他們正式躋身智慧城市及智慧零售領(lǐng)域。地平線認(rèn)為，他們的機(jī)會(huì)在于將他們?cè)谧詣?dòng)駕駛領(lǐng)域的芯片和算法能力，包括基于芯片對(duì)海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，以及大規(guī)模強(qiáng)化訓(xùn)練和模型優(yōu)化方面的能力，延伸到視頻安防市場。

最后壓軸的是估值達(dá)到350億美金的華為海思，除了一系列麒麟手機(jī)芯片外，海思在智慧城市領(lǐng)域也耕耘日久。2018年10月10日，在2018華為全聯(lián)接大會(huì)上，海思官宣 all in ai，發(fā)布了面向全場景的技術(shù)解決方案，是包括芯片、芯片使能、訓(xùn)練和推理框架和應(yīng)用使能在內(nèi)的全堆棧方案。

具體來說，基于海思的“達(dá)芬奇”架構(gòu)，海思發(fā)布了服務(wù)器芯片昇騰910和終端芯片昇騰310，兩款新品均不會(huì)對(duì)外單獨(dú)銷售，最終將以ai加速卡、加速模塊、服務(wù)器和一體機(jī)等模式對(duì)外銷售。

作為資金和科研實(shí)力較為雄厚的廠商，華為的野心在于建立起自己的一整套從由底層芯片到上層應(yīng)用的ai生態(tài)，而不僅僅是單純的芯片廠商。

以上四家ai芯片公司，其戰(zhàn)略特色各有不同，其中有集中于具體場景的，也有要做ai生態(tài)的，王樹一表示兩種類型公司并不矛盾，一方面要商業(yè)化落地，必然要與具體應(yīng)用場景結(jié)合，只有達(dá)到一定的規(guī)模，全定制的asic才有經(jīng)濟(jì)效益，所以也有可能是通用芯片用到專用場景。

對(duì)于做生態(tài)的企業(yè)，除了“ppt”公司，大約還有兩種，一種已經(jīng)殺出重圍的頭部公司，比如國外的英偉達(dá)、英特爾以及賽靈思；另一種是將來的殺出重圍者。

未來“ai芯片四杰”如何能在占據(jù)先機(jī)的國外巨頭的競爭下實(shí)現(xiàn)彎道超車，仍然需要時(shí)間和市場的考驗(yàn)。