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来自 福利彩世界 2019-11-28 08:19 的文章
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AI芯片四杰,中国芯及AI芯片要强大缺什么

电工电气网】讯

近几年中国缺芯的话题一直被关注,特别是去年中兴事件更是再一次让更多人意识到了中国缺芯问题的严重性。在资本、政策、AI的助推下,国内新一轮的芯片热潮达到了新的高度。不过,中国芯的强大并非一朝一夕就能实现,那么现在还差的到底是什么?备受关注的AI芯片,落地面临哪些挑战?

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芯片无疑是2018年最火的话题之一。中兴事件之后,更是全民关注、讨论芯片。

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近日,关于人工智能的话题不断升温。

不久前,在半导体产业高端论坛上,国家集成电路产业投资基金总裁丁文武称,全国老百姓都知道芯片,即使不知道芯片是什么,也都知道芯片产业差距很大。

中国芯片进口额突破3000亿

马化腾、董明珠等也屡屡提到人工智能与芯片产业的发展。其中马化腾也提到了腾讯未来将对AI芯片的投资。

有人欣慰这一行业终于引起了大众关注,也有人担心只是表面繁荣、虚火过旺。

近日,在中国芯应用创新高峰论坛暨中国芯应用创新设计大赛启动仪式上,国家集成电路产业投资基金股份有限公司总经理丁文武在致辞中提到,2018年中国进口芯片总额已经超过了3000亿美金,达到3125亿美金,2017年是2700多亿美金。并且,在进口芯片当中份额最高的是高端核心芯片,比如CPU、MCU和存储芯片。

中国工程院院士、中星微电子集团创建人兼首席科学家邓中翰也公开表示“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。人工智能与航天、军工等重要领域一样,必须实现底层核心芯片的自主可控,才能确保国家安全、公共安全和信息安全。”

仅在最近三个月里,就有多家公司发布AI芯片或模组,不仅有百度,也有寒武纪、云知声、出门问问、Rokid等初创企业。

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事实上,中国芯片产业长期落后于西方,而人工智能赛道方兴未艾,外界普遍认为是弯道超车的好机会。

但芯片从来不是赚快钱的产业,对于AI芯片可实现弯道超车的观点,不少业内人士持怀疑态度。

国家集成电路产业投资基金股份有限公司总经理丁文武

AI芯片方兴未艾

由冷到热

中国芯片进口总额为何增长迅速?赛迪顾问集成电路产业研究中心总经理韩晓敏指出,一方面,去年存储芯片上涨幅度较大,并推动全球半导体产业产值创新高,据WSTS统计,全球版导体行业增长13.7%至4688亿美元。另一方面,中国毫无疑问是全球半导体最大的单一市场,去年市场的份额占比达到了33.8%,市场增长更是高达20.5%,超过整体市场13.7%以及以美国为主的北美市场的16.4%的增速。

近年来,人工智能备受关注。2016年7月,人工智能首次纳入《“十三五”国家科技创新规划》;2017年7月印发《新一代人工智能发展规划》。有关报告中亦提及:“促进新兴产业加快发展,深化大数据、人工智能等研发应用,培育新一代信息技术、高端装备、生物医药、新能源汽车、新材料等新兴产业集群,壮大数字经济。”由此可见,人工智能将为未来经济发展注入新动能。

在中国国际智能产业博览会上,第一财经记者看到,一些芯片厂商的展台周围到处都是驻足观察和拍照的观众,展台的讲解员则一一为观众进行科普。

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有关人士表示,将会把人工智能方面立法列入抓紧研究项目,围绕相关法律问题进行深入的调查论证,努力为人工智能的创新发展提供有力的法治保障。

“集成电路的话题越炒越热。”赛迪研究院集成电路产业研究中心总经理韩晓敏告诉记者,“这两年行业发展也好,国内资金支持力度也好,半导体这个行业整体景气度上来了。”

中国市场快速增长的需求以及存储芯片价格的上涨让中国芯片进口额在2018年突破了3000亿,但国内半导体产业的发展难以满足国内市场的需求,特别在高端芯片市场,因此国内在2014年就成立了中国集成电路产业投资基金,政策上也大力支持。

大众所了解到的人工智能应用及产品包括各种智能音箱、智能汽车、无人机等,但人工智能之所以能够实现智能化,最基础的还是其芯片以及收集的大量数据,芯片提供强大的算力,从而使得机器能够运用大量数据进行“深度学习”以获得某种规律,从而最终根据规律来实现应用的智能化。

根据赛迪顾问提供的数据,2007年到2017年,中国集成电路产业年均复合增长率为15.8%,远远高于全球半导体市场6.8%的增速。

丁文武指出,集成电路产业发展离不开应用创新,大基金到今年已经成立五年,首批基金投资的企业已经到了投后辅导阶段,希望能够更多看到中国企业从芯片级到系统级整合协同,形成创新合力,只有如此才有机会形成新的全球竞争力,并在中国重新崛起的历史进程中扮演更重要的角色。

由此可见,AI芯片在整个人工智能产业链中占有较为重要的位置。AI芯片可分为通用性芯片、半定制化芯片、全定制化芯片、类脑芯片四种类型。

元禾华创投资管理有限公司执行合伙人刘越对第一财经记者表示,在美国等西方国家芯片已经是一个非常成熟的行业,“20世纪八九十年代,集成电路在硅谷是最火的,大量资本进入集成电路企业”;在中国,目前这一行业仍处于快速发展期。但由于芯片是高投入、高风险、慢回报的行业,中国投资者更偏爱互联网企业。

缺芯其实是缺人

根据清华大学的AMiner团队所发表的2018人工智能芯片研究报告,AI芯片的主流架构经历了一系列的变化。从一个开始最为通用的CPU,到后来随着高清视频、VR、AR游戏等行业的发展,GPU产品取得快速的突破,同时人们发现GPU的并行计算特性恰好适应人工智能算法及大数据并行计算的需求,因此开始尝试使用GPU进行人工智能计算。

根据《集成电路设计业的发展思路和投资建议》所述,一款28nm芯片设计的研发投入约为1亿到2亿元,14nm的约为2亿到3亿元,研发周期为1到2年。芯片制造更是资本密集行业,一条28nm工艺的集成电路生产线投资额约为50亿美元,20nm的高达100亿美元,更不用说14nm、10nm和7nm先进制程的投资额度了。

在资本和政策的推动下,中国集成电路产业不断发展,但暂未看到令人欣喜的成果。iCAN国际联盟主席张海霞在高峰论坛上回顾了全球芯片产业的发展,并同时表示:“我仔细分析后认为,我们表面是缺芯,但实际上是缺人。”

进入2015年后,GPU的性能功耗比不高的特点使其适用场合受到很多限制,业界开始研发针对人工智能的专用芯片,也就是全定制化的ASIC芯片,通过更好的硬件和芯片架构,在计算效率、能耗比上进一步提升。

不过,今年在中国,芯片也成为了继区块链之后的又一投资风口。除了中兴事件引发的关注,也离不开最近几年政府的政策支持和大基金的介入。

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行业分析师王树一表示,对于大多数的人工智能芯片公司而言,最终还是要在市场上生存,找到合适的应用场景进行落地,成为大部分人工智能公司发展的必然选择。也因此AI行业的发展已经从以技术驱动逐步发展成为了一个以场景和运用驱动为主的产业,全定制化芯片也越来越受到青睐。

在今年政府工作报告中,集成电路被放在实体经济发展的显著位置。李克强总理提到,加快制造强国建设。推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展,实施重大短板装备专项工程,推进智能制造,发展工业互联网平台,创建“中国制造2025”示范区。

iCAN国际联盟主席张海霞

比特大陆产品战略总监汤炜伟在2018年10月的AI新品发布会上曾分析道,在AI芯片架构变革的背后其实是各行各业对于日益高涨的AI算力需求的急剧提升。互联网的普及以及发展产生了海量的视频、语音、图像、文字等数据,这些数据在传输、储存以及检索等过程中都遇到了诸多难题,行业对于如何能够更好地利用这些数据以满足自身业务需要有着迫切的需求。

2014年国家设立了集成电路产业投资基金。丁文武表示,经过近4年的工作,目前进展顺利,大基金布局了集成电路整个产业链,实现了产业的全覆盖。

张海霞进一步表示,我们缺的是真正的在芯片领域能够历练的人。当新的问题出现时,我们与世界上其它国家竞争,最需要芯片的时候,芯片设计和应用的人才都严重缺乏。因此必须让更多的人进入这个行业和领域。

“AI芯片四杰”成型

目前,包括北京、天津、西安、重庆、成都、武汉、合肥等20多个城市都有芯片产业项目。中芯国际创始人张汝京预测,到2020年,建成的200mm和300mm集成电路生产线产能可以达到每月200万片。这一规模比现在至少翻了一倍。

“今天来做中国芯应用创新设计大赛,用中国芯点亮未来的比赛就是要动员更多人,不仅仅是业内的人士,还要让更多人也关注并投身中国芯的事业。让他们了解芯片行业应用领域做什么,只有这个观念、氛围建立起来的时候,中国芯才能成为影响世界的一颗永远跳动不息的心和照亮世界的灯芯。” 张海霞同时表示。

王树一表示,当前AI芯片可分为三个梯队,第一梯队已经杀出重围,成为事实行业标配选择的公司;第二梯队仍在竞争,有机会在某些特定场景生存下来,比如国内外很多的公司,不排除有机会有的公司能杀到通用市场,成为巨头;第三梯队,找不到应用场景又没有融到足够过冬钱的公司,将在这次寒冬中逐渐失去活力。

根据SEMI(国际半导体产业协会)数据,预计2017年到2020年间,全球投产的晶圆厂约62座,其中26座位于中国,占全球总数的42%。

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据悉,目前在国内AI芯片领域,有四家各具特色的公司被称为“AI芯片四杰”,这四家分别为华为海思、比特大陆、寒武纪和地平线。

这种“集体作战”的模式是一种探索市场的路径,国内如海思、展讯的局部崛起,意味着国产手机正在逐步走出芯片依赖进口的困境。根据市场研究公司IC Insights发布的2017年全球十大IC设计公司排行榜中,华为海思排名第七,比上年营收增长21%;紫光展锐排名第十,同比增加9%。

大赛承办单位中电港CEO刘迅在介绍中也提到,本届大赛以“用中国芯点亮未来”为主题, 重点面向人工智能、物联网、信息安全、北斗导航等电子信息产业关键技术与应用市场,欢迎已经或计划在项目设计中采用中国芯、或者愿意尝试在设计中采用中国芯的朋友们积极报名参赛,“奖金和荣誉之外,更重要的是,我们为参赛选手为邀约了众多资深专家提供辅导,联合了国家集成电路产业基金、中国电子集团、阿里巴巴、海思、紫光等众多资源型机构提供资本注入、技术赋能,有市场潜力的项目还可以借助中电港三十多年的元器件分销资源,快速对接行业和市场,让项目更快发展”。

比特大陆,这家成立5年多的厂商,一路将区块链芯片的工艺从55nm推进到7nm,全球市场份额占70%以上,其招股书显示,在2017年以及2018年上半年营收均超过25亿美金,成为仅次于海思的国内第二大IC设计厂商,估值达到150亿美金。

中科院微电子所所长叶甜春打了个比方,如果把集成电路产业比作金字塔,过去中国连底座都不全,如今高度虽然还和发达国家有差距,但底座已经建立起来,形成了集团军,整个产业有自身发展的能力和后劲。

最火热的AI芯片落地进展为何缓慢?

区块链芯片只是比特大陆的广为人知的一面,相对低调的是其专注安防领域的AI芯片。比特大陆在2015年组建芯片研发团队,定下了研发面向深度学习的张量处理器的战略,此后,经过一年多的研发,分别在2017年和2018年推出两代云端AI芯片,对外发售基于芯片的深度学习板卡和高性能服务器,专注在安防场景。

投资过热与人才缺口

当然,芯片领域最受关注的就是AI芯片,不少业内人士也认为AI时代以及AI芯片会成为中国赶超的机会。因此,AI芯片的落地成为关键。海思半导体影像事业部总经理吕宽亮指出,AI讲了很多年,我认为雷声大雨点小,没有达到我们的预期,我们内部也在分析这个原因。

在安防这一应用场景下,比特大陆研发了用于视频结构化的算丰高密度智能服务器SA3,这一产品能够处理约90路1080P的视频数据,已被用于公安、交通等场景的视频智能分析、视频AI云的技术设施和算力服务,以及园区、广电等场景的视频智能分析。日前比特大陆已与福州市政府部门、中移杭研、联通网研院等达成战略合作,基于其AI芯片的算力云和服务器、边缘计算盒子等产品不断商用落地。

看似繁荣的场景并没有让芯片从业者感到轻松。

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寒武纪在过去一年,也做了不少事情。例如其云端智能芯片MLU100及板卡正式面世,完成新一轮融资估值达到25亿美金,再如参加民营企业座谈会、寒武纪1H加持华为麒麟980等。

一个原因是人才缺口。

海思半导体影像事业部总经理吕宽亮

此前,寒武纪携八家合作伙伴和端云全线亮相2018安博会,也预示了对进军安防行业的决心。寒武纪联合星宸半导体/SigmaStar(原MStarSmartCamera事业部)和的卢深视(国内三维视觉领域新锐公司)推出了集成寒武纪终端智能处理器IP产品的系统解决方案,以芯片 场景展示实际应用。

“即使是清华大学微电子所毕业的学生都会转金融或从事互联网。做芯片很辛苦,来钱没那么容易”。地平线芯片一位内部人士此前对第一财经记者表示,做芯片等硬件太苦,收益不高,不少优秀学生毕业后选择金融和互联网业。

吕宽亮认为有四个方面的原因,第一是AI不能泛泛而谈,一定要跟应用场景和跟细分市场结合,讲真实应用。第二是AI芯片在每个细分市场都没有自己的行业标准,哪怕是在安防大行业里面,每个城市安全项目都有差异化,这让复制的成本非常高。第三是算法能力有所提高,但整个算法的准确度还没有达到预期,比如安防摄像头在不同环境下准确度在60%到90%之间。最后就是AI芯片的成本已经逼近PQ,图像测的成本,但算法还比较贵。

地平线最近因为其6亿美金融资又上头条,估值也上涨至30亿美金,本轮融资的领头方来自SK海力士。根据官方消息,未来一年将在汽车级处理器架构以及第三代处理器架构方面取得突破。

中国科学技术大学特聘教授、核高基专家陈军宁表示,中国半导体行业的发展速度很快,进步也很快,但总体水平处于中低端。人才作为该行业发展的第一资源,对于产业的发展起着至关重要的作用。他称,“根据国家的产业推进纲要,预计到2030年,我国将需要70万人,这个缺口还有40万。”

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地平线与其他三家芯片企业不同之处在于,创始团队大多算法行业出身,因此公司一直对外宣称要走“软硬件一体化”的路子,算法芯片两手抓。在过去几年中,地平线相继推出了征程、旭日两款芯片,以及一个自动驾驶计算平台Matrix,其他产品还未出现在公开信息中。

另一个原因是对投资过热的隐忧。

上海澜至半导体有限公司高级市场总监蒋益杰

2017年底发布的AI视觉芯片“旭日1.0”,标志着他们正式跻身智慧城市及智慧零售领域。地平线认为,他们的机会在于将他们在自动驾驶领域的芯片和算法能力,包括基于芯片对海量数据的实时处理,以及大规模强化训练和模型优化方面的能力,延伸到视频安防市场。

地方希望通过项目投资聚集产业,拉动GDP;一些投资人和创业者将此看作一风口,但也有业内人士认为,芯片行业的热闹只是暂时的。

关于AI芯片的算法,上海澜至半导体有限公司高级市场总监蒋益杰也表示,AI这两年在语音和IoT的发展让我们看到了一些曙光,有其是在语音的部分。我们的芯片在算力上可以满足需求,功耗也能达到一流水准,但语音重要和先进的算法基本还是在国外公司的手里,因此还需要依赖外国进口。中国芯的发展,算法和软件的部分还是可以琢磨的。

最后压轴的是估值达到350亿美金的华为海思,除了一系列麒麟手机芯片外,海思在智慧城市领域也耕耘日久。2018年10月10日,在2018华为全联接大会上,海思官宣 All in AI,发布了面向全场景的技术解决方案,是包括芯片、芯片使能、训练和推理框架和应用使能在内的全堆栈方案。

中国工程院院士许居衍近日在一场行业论坛上表示,目前半导体产业实际存在着无效益的繁荣、产品难度增大、产品研发费用增高盈利空间下降等三大问题,中国厂商想要突围首先需要反思盈利模式,开启基于硬件的软服务能力,同时提升半定制技术能力。

吕宽亮还表示,AI包括AI芯片产业要发展起来,还需要政府和研究所、机构共同推动。技术上需要专家和各行各业的先驱们再不断的深挖和探索。还需要来自各行各业的抱团,把量和产业做起来,真正赋能一个产业。雷锋网

具体来说,基于海思的“达芬奇”架构,海思发布了服务器芯片昇腾910和终端芯片昇腾310,两款新品均不会对外单独销售,最终将以AI加速卡、加速模块、服务器和一体机等模式对外销售。

芯片产业链包括设计、制造和封测。在设计和封测领域,中国与美国等先进企业差距已经逐步缩小。目前,中国有近1400家左右的设计企业,但在芯片设计公司“遍地开花”背后,却隐藏着“整体实力不强”的尴尬,和美国头部芯片企业超过80%的份额相比,我国前十大集成电路设计企业的销售额占比刚刚超过30%。

雷锋网认为,大基金以及政策的支持确实引发了更多人对中国集成电路产业发展的关注,走到第五年的大基金到底在多大程度在推动了中国集成电路产业的发展也有一些质疑的声音。不过我们需要看到的是,芯片本身就是一个长周期的行业,难以看到立竿见影的效果,更重要的还是人才的缺乏,这也是短期很难解决的问题。雷锋网

作为资金和科研实力较为雄厚的厂商,华为的野心在于建立起自己的一整套从由底层芯片到上层应用的AI生态,而不仅仅是单纯的芯片厂商。

一名半导体产业人士表示,过热的资本开始干扰到正常的产业投资规律,现在各地的芯片项目未来可能会造成地方沉重的财务负担,依靠借贷来发展半导体的模式能够支撑多久,都是未知数。另一方面,快速投产下的芯片成品是否满足市场需求,低端产品如何盈利,如何解决人才缺口以及研发费用?这些都有待解答。

以上四家AI芯片公司,其战略特色各有不同,其中有集中于具体场景的,也有要做AI生态的,王树一表示两种类型公司并不矛盾,一方面要商业化落地,必然要与具体应用场景结合,只有达到一定的规模,全定制的ASIC才有经济效益,所以也有可能是通用芯片用到专用场景。

紫光集团联席总裁刁石京此前对媒体表示,各地争相上马相关项目,如果缺乏有效的统筹,可能会形成恶性竞争。他指出,鼓励市场竞争,但不应一哄而上,最终伤害整个产业。因为集成电路投入非常大,需要技术和人才等多方面的积累。

对于做生态的企业,除了“PPT”公司,大约还有两种,一种已经杀出重围的头部公司,比如国外的英伟达、英特尔以及赛灵思;另一种是将来的杀出重围者。

“集成电路产业从来就不是赚快钱的产业。”北京盛世宏明投资基金管理有限公司高级副总裁罗栋表示,做产业投资还是应该回归到产业本身的发展规律。

未来“AI芯片四杰”如何能在占据先机的国外巨头的竞争下实现弯道超车,仍然需要时间和市场的考验。

弯道超车?

随着新兴产业、技术和产品不断涌现,大数据、云计算、5G通信、人工智能等技术也为芯片提供了巨大的市场。

在中国电子信息产业发展研究院发布《2018年中国集成电路上半年形势分析和下半年的走势判断》中,半导体市场需求依然旺盛,市场的驱动力分化。5G即将到来,5G成为2018年上半年各家企业的关注重点。3月,海思发布全球首款5G芯片“Balong 5G01”;6月,紫光展锐宣布5G芯片将在2019年实现商用。虽然在虚拟货币市场,矿机芯片需求下滑;同时,人工智能概念火爆,AI芯片企业估值大涨。此外,数据中心建设加速,存储器需求主力转变,2018年服务器存储市场增速超过智能手机存储市场,成为全球存储器应用市场增长的主动力。

在CPU、GPU等高端芯片与国际差距较大的情况下,不少人期待通过AI芯片,中国能实现弯道超车,但一些业内人士对此持质疑态度。

“人工智能的发展将带来近百亿美元芯片市场需求。”工信部赛迪研究院赛迪顾问副总裁李珂称。

从去年下半年到今年上半年,不仅国内BAT纷纷布局这一领域,也诞生了寒武纪、地平线等AI芯片公司。一些AI初创企业通过一轮轮融资获得资金后,也纷纷发布自己的AI专用芯片。仅仅最近两三个月,就有多家公司发布AI芯片或模组,云知声推出物联网AI芯片及解决方案;出门问问正式发布了AI语音芯片模组“问芯”;Rokid发布KAMINO18AI语音专用芯片;思必驰也宣布将在下半年推出AI芯片……

AI芯片公司估值也一路飙升。6月20日,寒武纪科技宣布完成B轮融资,公司估值达到25亿美元。深鉴科技估值超过10亿美元。

杭州国芯AI事业部总经理凌云对第一财经记者表示,对于中国而言,AI芯片是一个突破口。在这一领域,中国公司介入较早,改变了此前大部分时候中国芯片追着美国人跑的局面。

这是一个全新的领域和机会,但也有人泼了冷水。

此前,丁文武在上海的一场行业论坛上表示:“中国芯片行业弯道超车的策略不现实,弯道超车的前提是大家在同一起跑线上。”

安芯投资管理有限责任公司常务副总裁王永刚表达了类似的观点,称“这一块还是要务实,盖楼一块砖一块砖地砌起来。”

而在Imagination Technologies副总裁、中国区总经理刘国军看来,现在的先进技术都是全球化的运用,不存在谁战胜谁的问题。中国有应用和数据的优势,“可以快速获得运用数据的学习、训练。在美国,数据没有那么容易,本身也没有大的应用场景。但是人工智能不管是哪个领域,基础研究比我们深得多。”

在不久前的一次公开场合上,经济学家许小年在谈到企业的技术升级时说,我们追逐新名词,发明新名词的速度,远远快于我们能做到的。“我最反感的一句话就是跨越式发展、弯道超车。我看了多少弯道翻车,我没看到过弯道超车。不老实,投机取巧,这是我们很多企业的毛病。”

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