《電子技術應用》
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AI芯片的四大流派

2018-03-15
關鍵詞: 人工智能 AI芯片

  2015年的秋天,,北京的雨水比往年要多些,,溫度卻不算太冷,。這一年里,,年僅23歲的姚頌剛剛拿到清華大學的畢業(yè)證書,;32歲的陳天石博士畢業(yè)后已在中科院計算所待了整整8年,;而在芯片界摸爬滾打了14年的老將何云鵬卻毅然辭掉了長虹芯片高管的職位,,華麗創(chuàng)業(yè)轉(zhuǎn)身,。

  2015年的秋天,,在大洋的另一端,,英偉達的股價還在20多美元徘徊,谷歌公司內(nèi)部卻開始秘密地用上了TPU芯片,;在彼岸的中國市場里,,百度研究院兩位高管:副院長余凱與異構計算團隊負責人吳韌陸續(xù)離職,成立了兩家芯片公司——地平線與異構智能,。

  2015年的秋天,,比特幣雖然開始逐漸回暖,但依舊持續(xù)在200美元的低迷狀態(tài),,日后的世界第一大礦機芯片生產(chǎn)商比特大陸除了不斷迭代礦機產(chǎn)品,,還悄然規(guī)劃起了另一條人工智能產(chǎn)品線。比特大陸聯(lián)席CEO詹克團那年36歲,,話不多,,愛看歷史、哲學,、科幻——比如科幻小說《三體》,。

  誰也沒有想到,就在短短兩年多以后,,這些人的生命會共同被卷入一場前所未有的科技洪流當中——人工智能專用芯片(AI芯片)——而與他們一同的,,還有其他成百上千位前沿技術領域最頂尖的優(yōu)秀人才。他們其中既有一路保送僅僅24歲就博士畢業(yè)的少年天才,、也有在業(yè)內(nèi)叱咤風云數(shù)十年的行業(yè)泰斗,;既有成立僅一年公司估值就超過10億人民幣的創(chuàng)業(yè)神話、也有市值高達8000億美元,、全球坐二望一的科技霸主,。經(jīng)智東西初步測算,僅國內(nèi)AI芯片頭部創(chuàng)業(yè)公司的融資金額就已超過了20億人民幣。而根據(jù)中信證券測算,,2020年全球AI芯片的市場規(guī)??蛇_146.16億美元。

  人工智能這一項新興技術,,在經(jīng)歷了最近幾年的技術積累,、升級、發(fā)酵之后,,正在以AI芯片作為載體而全面崛起,。AI芯片正在以一種前所未有的速度顛覆著以安防、手機,、無人駕駛汽車,、云計算等為首的四大領域,并從它們延展開來,,進一步對工業(yè),、制造、醫(yī)療,、教育等傳統(tǒng)領域造成巨大沖擊,重新塑造著世界格局,。據(jù)智東西報道了解得知,,目前全球至少有45家初創(chuàng)公司正在研發(fā)語音交互和自動駕駛芯片,并且至少有5家企業(yè)已經(jīng)獲得超過1億美元的融資,,這一數(shù)目還在不斷增加當中,。

  回望中國市場,人工智能與AI芯片技術為中國市場這幾十年來埋頭追趕的芯片行業(yè)打開了一扇新大門,,讓我國第一次擁有傲立世界前沿科技之林,、甚至引領全球科技潮流的機會窗口。

  在這個市場中,,資本是最快響應起來的,。在動輒融資上億美元融資的催化之下,中國市場AI芯片創(chuàng)業(yè)市場尤為興盛,,除了融資獨角獸層出不窮外,,各大創(chuàng)業(yè)公司也根據(jù)自身特點陸續(xù)形成了四大派系,我們可以用武林幾大門派來做形象的比喻——“少林,、武當,、五岳、明教”,,這四大派系的玩家們各有特色,,神通盡顯。

  相比起來,海外各大巨頭也不遑多讓,。就在大約20天前,,當整個中國都沉浸在農(nóng)歷春節(jié)的團圓氛圍當中時,大洋彼岸科技巨頭谷歌突然宣布,,其AI芯片“TPU”的強大計算能力將向民眾開放——這塊TPU的來頭可不小,,谷歌的AI程序AlphaGo(阿爾法狗)就是靠它提供的強大計算能力戰(zhàn)勝了全球圍棋第一高手,柯潔,。

  恰恰就在同一天,,那個一直以線上書店而廣為人知的科技巨頭亞馬遜,也被曝出正在為其爆款產(chǎn)品——智能音箱Echo——打造專用AI芯片,,該項目研發(fā)團隊已有449名員工,。

  智東西歷經(jīng)半年,深入業(yè)內(nèi),,首次對AI芯片全產(chǎn)業(yè)鏈上下近百家核心企業(yè)進行報道,,覆蓋國內(nèi)外各大巨頭玩家、新興創(chuàng)企,、場景應用,、代工生產(chǎn)等,全面深入地對芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展,、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)進行了追蹤報道,,通過對AI芯片最熱的四大應用行業(yè)與各大入場行業(yè)玩家的拆解,全景式地解構了AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈面貌,。

  四大商業(yè)場景面臨顛覆

  AI芯片之于人工智能的意義,,則可以理解為發(fā)動機之于汽車。人工智能這一理論已經(jīng)提出了多年,,但是由于實現(xiàn)它需要的計算量實在太大,,這輛“跑車”一直沒有配備上合適的“發(fā)動機”,只能放在倉庫積灰,。直到AI算法和大數(shù)據(jù)時代的到來,、以及AI芯片的出現(xiàn)。

  廣義來說,,能夠驅(qū)動AI程序的芯片,,都能叫做AI芯片。不過本文特指已經(jīng)為AI算法進行了特殊設計的芯片,。按照應用場景,,AI芯片可以簡單地分為用于云端服務器機房等地的云AI芯片,以及用于端智能設備,、IoT設備的終端AI芯片,。

  云AI芯片的特點是性能強大,、能夠同時支持大量運算、并且能夠靈活地支持圖片,、語音,、視頻等不同AI應用。我們現(xiàn)在使用的各種互聯(lián)網(wǎng)AI能力(比如在線翻譯,、人證比對),,背后都有云AI芯片在發(fā)揮作用或提供算力。

  端AI芯片則需要嵌入到設備內(nèi)部,,讓設備不需要聯(lián)網(wǎng)就能具備AI能力,。它們的特點是體積小、耗電少,,而且性能不需要特別強大,,通常只需要支持一兩種AI能力。現(xiàn)在手機里的芯片,、攝像頭里的芯片,、甚至你家電飯煲里的芯片都開始陸續(xù)AI化。

  全球GPU霸主英偉(NVIDIA)創(chuàng)始人黃仁勛曾經(jīng)向智東西說過,,未來,,AI與AI芯片將會無處不在:咖啡機、保溫杯,、麥克風,、甚至耳環(huán)、鞋子這些小物件都會智能化,。

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  目前,AI芯片有四個最為火熱的商業(yè)應用場景——家居/消費電子,、安防監(jiān)控,、自動駕駛汽車、以及云計算,。

  1)家居/消費電子——悄然入侵你家,,潤物細無聲

  我們先從離我們生活最近的家居/消費電子說起。

  2017年9月,,華為發(fā)布了世界首款手機AI芯片麒麟970,,打響了AI芯片入侵手機的第一槍。10月,,搭載這塊AI芯片的華為Mate 10和Mate 10 Pro正式面世,。

  這款麒麟970 AI芯片中搭載了一個專門用于處理AI的模塊——NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡處理單元),其技術來源于國內(nèi)AI芯片創(chuàng)企中科寒武紀,。這塊NPU的計算速度比CPU快了25倍,,同時還將能耗效率將提高了50倍,。

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  ▲華為麒麟970內(nèi)部結構

  這款AI芯片不僅能夠讓你的手機能夠照相更好看、翻譯更流暢,、語音識別更準確外,,還能學習理解你的使用習慣,讓手機自動釋放內(nèi)存,,更快更流暢,。

  在圍繞華為Mate 10和麒麟970芯片進行的一系列獨家深入采訪中,華為無線終端芯片業(yè)務部總監(jiān)Eric曾經(jīng)告訴智東西,,未來AI將會是芯片中的一個基礎技術,,可能到了明年(2018年),每家芯片公司都會有這個能力,。

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  事實證明,,他說的沒錯。

  就在麒麟970發(fā)布的短短兩周后,,9月13日,,蘋果發(fā)布十周年紀念款iPhone X,搭載自研的AI芯片A11,,這塊芯片不僅讓iPhone X用起來更快更流暢,,還能讓iPhone X支持人臉識別解鎖(FaceID)、人臉識別付款,、照片自動分類,、以及實時表情跟蹤Animoji等功能。

  在今年春節(jié)年廿九(2月14日)當天,,老牌芯片公司ARM正式宣布推出兩款針對移動端的AI芯片架構:物體檢測處理器和機器學習處理器,。這事的重要性絕對不容小覷——要知道,目前全世界超過90%的手機芯片采用的是ARM的架構,,連麒麟970和蘋果A11都不例外,。

  而在剛剛結束的MWC2018上,中端手機芯片巨頭聯(lián)發(fā)科發(fā)布了新款手機芯片Helio P60,,支持AI和計算機視覺,,能夠提供精確的人臉識別等功能。

  而高端手機芯片巨頭高通則在今年2月22日宣布推出基于其梟龍芯片系列的人工智能引擎(AI Engine),,將高通手機SoC當中的所有軟,、硬件AI計算能力打包到這個引擎里,讓人工智能在手機上的應用更快速,、高效,。

  這一系列風起云涌的新品發(fā)布證明,手機已然成為AI芯片市場紅海戰(zhàn)局的重要組成部分,。不過除了手機之外,,你日常使用的眾多家用電子產(chǎn)品也在悄無聲息地進行著AI升級,,主要圍繞語音AI展開,代表玩家包括亞馬遜打造Echo智能音箱AI芯片,、啟英泰倫打造的家用電器語音AI芯片,、杭州國芯打造語音AI芯片等等。

  聯(lián)發(fā)科技副總經(jīng)理暨智能設備事業(yè)群總經(jīng)理向東西表示,,2018年全球智能音箱市場預計將突破6000萬大關,,而在這6000萬里面,也將會有越來越多的音箱產(chǎn)品搭載AI芯片,。

  2)安防攝像頭——被所有AI芯片玩家看好的大火市場

  隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展,、技術的不斷成熟、再加之國家政策的推動,,中國安防產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也在不斷增長,。根據(jù)佳都科技《人工智能技術白皮》顯示,2017年安防市場規(guī)模將已經(jīng)超過了6350億,,同比增長17.6%,。

  安防市場規(guī)模不斷增長的同時,意味著以攝像頭為主的安防設備數(shù)量增加(最近一年內(nèi),,國內(nèi)安防高清攝像頭的出貨量會在1億顆左右),,人眼監(jiān)控已經(jīng)看不過來了;再加之社會對安保要求的提升,,安防產(chǎn)業(yè)越發(fā)重視事前預警,,傳統(tǒng)的人工審查方式已經(jīng)遠不足以滿足產(chǎn)業(yè)需求,安防要求的是機器獨立實時監(jiān)控,、實時報警,。

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  ▲嫌疑人軌跡追蹤

  由于AI能夠?qū)ρ杆賹σ曨l進行結構化處理,對人,、車,、物進行快速識別比對,機器不僅能認出逃犯,、嫌疑人,還能記錄分析他的實時位置,,此類能力與公安,、交警、民防等需求不謀而合,。

  毫不夸張地說,,現(xiàn)在幾乎所有AI芯片創(chuàng)業(yè)公司都將安防作為核心應用場景之一,紛紛推出內(nèi)嵌于安防監(jiān)控攝像頭的AI芯片,,成億的研發(fā)資金砸向這塊,,稱安防AI芯片為“當紅炸子雞”絲毫不為過,。

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  ▲國內(nèi)創(chuàng)企深鑒公司推出的AI芯片,可搭載于安防IP攝像機內(nèi)

  此外,,幾個安防行業(yè)老牌巨頭也在蠢蠢欲動著,。安防是個集中度很高的傳統(tǒng)行業(yè),??低?、大華股份、宇視科技這三大行業(yè)巨頭加起來已經(jīng)占了安放領域的半壁江山,。這些安防巨頭們有著積累深厚的行業(yè)經(jīng)驗,,不僅是眾多AI芯片公司的合作伙伴,其自身也在推進AI+安防的步伐,。

  舉個例子,,宇視科技在AI+安防領域已經(jīng)發(fā)布了一整套AI整體解決方案,涉及嵌入了GPU芯片的前端智能攝像機,、人臉識別速通門,、后端數(shù)據(jù)中心一體機等。不過宇視首席架構師姚華向智東西提到,,與AI初創(chuàng)不同,,宇視這類傳統(tǒng)安防企業(yè)除了研發(fā)AI技術外,還需要重點關注這一技術的工程化和落地性,,比如用戶機房耗電量,、發(fā)熱量等工程性問題。安防AI化的全面鋪開并沒有那么容易,。

  而在發(fā)改委的2018年“互聯(lián)網(wǎng)+”,、人工智能創(chuàng)新發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟試點重大工程擬支持項目名單上,??岛,?低暤摹坝嬎銠C視覺AI芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目”赫然紙上。

  3)自動駕駛汽車——三大AI芯片勢力,,推動無人車商用落地

  根據(jù)美國交通部的分類標準,,自動駕駛汽車可以分為五個等級:L1-L5,L1駕駛輔助,、L2部分自動化,、L3有條件自動化、L4高度自動化,、L5完全自動化(完全自動化也就是不需要司機,,車子可以自己走),這也是業(yè)內(nèi)普遍比較認可的分類方法,。由于需要對環(huán)境進行感知,、進而決策,,因此L3-L5級別的自動駕駛技術對計算平臺的要求越來越高,對AI芯片的需求也越來越強烈,。

  目前,,AI芯片正在成為自動駕駛計算平臺的核心組成部分,由英偉達,、英特爾這樣的芯片巨頭,,和地平線這樣的創(chuàng)業(yè)公司整合成為自動駕駛計算平臺,提供給整車廠和Tier-1(一級供應商)汽車配件商巨頭,,落地到自動駕駛解決方案當中,。目前看來有三股勢力:

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  ▲英偉達創(chuàng)始人黃仁勛發(fā)布新款自動駕駛芯片

  1、英偉達的Xavier計算平臺(前身是Drive PX),,這一計算平臺正在被超過20家自動駕駛創(chuàng)業(yè)公司,,以及博世、采埃孚等供應商巨頭采用,,打造各自的自動駕駛,。其中最接近量產(chǎn)商用的是采埃孚Pro AI方案。

  2,、英特爾GO計算平臺(由英特爾CPU,、英特爾收購的Mobileye EyeQ芯片、英特爾收購的Altera FPGA處理器)被整車廠寶馬,、意大利FCA,、以及供應商巨頭德國大陸、加拿大麥格納,、德爾福(后拆分出安波福),、都陸續(xù)采用其打造為自動駕駛解決方案。其中英特爾,、寶馬,、大陸等還牽頭成立了自動駕駛聯(lián)盟。

  3,、以地平線為代表的創(chuàng)業(yè)公司正在打造自己的自動駕駛計算平臺,。地平線的雨果自動駕駛平臺早期使用的是英特爾FPGA處理器,后打造自研BUP架構,,并推出沿用這一架構的AI芯片“征程”,。此外智東西了解到,由于汽車自動駕駛行業(yè)巨大,,不少第一陣營的AI芯片創(chuàng)業(yè)公司也秘密瞄準了這一領域,。

  無論是上述何種自動駕駛計算平臺,,AI芯片都是其中的關鍵組成部分,,也是自動駕駛技術發(fā)展的主要推動力,。

  博世,作為汽車Tier-1領頭玩家,,將在2018年實現(xiàn)L2級別自動駕駛實用,、2021年完成L3商用。博世底盤控制系統(tǒng)中國區(qū)駕駛員輔助系統(tǒng)雷達研發(fā)部門總監(jiān)蔡旌向智東西表示,,博世正在與眾多自動駕駛計算平臺供應商合作探索,,其中既有巨頭,又有初創(chuàng)公司,。博世對自動駕駛計算平臺在功耗,、成本上有較高要求。

  對于自動駕駛需要的計算平臺,,博世與較多供應商正在合作探索,,其中既有巨頭,又有初創(chuàng)公司,。博世對自動駕駛計算平臺在功耗,、成本上有較高要求,未來博世的選擇將會是嵌入式的計算平臺,。

  自動駕駛初創(chuàng)企業(yè)智行者CEO張德兆也曾向智東西表示,,自動駕駛技術離普及還有待時日,因此創(chuàng)業(yè)公司在進行技術研發(fā)的同時也要著力于技術的落地與商業(yè)變現(xiàn),。而且無人車雖然需要較強的算力,,但成本、功耗與量產(chǎn)都是需要考慮的元素,。

  4)云計算——為互聯(lián)網(wǎng)AI供能,,高效靈活

  無論上微博還是點外賣,我們現(xiàn)在使用所有互聯(lián)網(wǎng)應用,,背后都是云服務數(shù)據(jù)機房在提供計算能力,。而我們現(xiàn)在使用的各種互聯(lián)網(wǎng)AI能力(比如在線翻譯、人證比對,、圖片搜索等),,背后都有云AI芯片在龐大的數(shù)據(jù)中心機房中日夜不停地提供算力。,。

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  ▲數(shù)據(jù)中心機房里7×24工作的服務器

  上文提到,,云AI芯片的特點是性能強大、能夠同時支持大量運算,、并且能夠靈活地支持圖片,、語音、視頻等不同AI應用。這是一個體量巨大的市場,,同時也是各類芯片巨頭廝咬最緊的戰(zhàn)場,。

  打響第一槍的是英偉達,這家成立于1993年的年輕芯片公司在人工智能時代嘗盡的紅利,,由于其GPU特別適合用于如今的主流AI算法——深度學習——的訓練,,這家公司不僅股價從30多美元一路飆升至200多美元,還在全球范圍內(nèi)掀起了這場規(guī)模宏大的AI芯片熱潮,。

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  最先響應是全球各大傳統(tǒng)芯片巨頭們,,英特爾、高通,、ARM,、聯(lián)發(fā)科等都陸續(xù)進場。而這其中,,稱霸芯片市場十多年的英特爾更是重金出倉,,一路“買買買”,布局了眾多AI芯片產(chǎn)品線,,云AI芯片與端AI芯片都有所涉及,。

  英特爾研究院院長宋繼強曾經(jīng)向智東西表示,AI芯片的未來一定是多樣化,,不同種類的產(chǎn)品滿足不同功耗,、尺寸、價錢的要求——英特爾如今的AI芯片布局就朝著這種多樣性發(fā)展,。人工智能是一場馬拉松,,現(xiàn)在這場比賽才剛剛開始。

  此外,,國內(nèi)科技巨頭如百度,、阿里、騰訊,、科大訊飛等也都陸續(xù)進軍云AI芯片領域,,不過暫時以投資動向居多,其中百度在2017年8月發(fā)布了XPU,,這是一款256核,、基于FPGA的云計算AI芯片。

  四大門派:少林,、武當,、五岳、明教

  云AI芯片方面,,以英偉達GPU為代表的海外玩家起步較早,。而在端AI芯片方面,,中國的眾多初創(chuàng)公司則跑在了世界前列。

  美國國家工程院院士,、英偉達首席科學家Bill Dally教授曾經(jīng)向智東西表示,,目前云端AI芯片的市場已經(jīng)較為成熟,全球各大科技巨頭扎根已深,,格局很難被撼動。相比而言,,種類繁多而且數(shù)量巨大的終端AI芯片市場還有待拓展,,是眾多AI芯片初創(chuàng)企業(yè)的機會所在。

  在動輒融資上億元融資的催化之下,,中國AI芯片創(chuàng)業(yè)市場尤為興盛,,不僅從2015年之后陸續(xù)涌現(xiàn)出一批AI芯片創(chuàng)業(yè)公司,還催生了不少獨角獸企業(yè),。根據(jù)創(chuàng)始團隊背景,、公司屬性、技術流派等特點,,國內(nèi)的這些AI芯片創(chuàng)業(yè)公司可以分成“少林,、武當、五岳,、明教”四大派系,。(在智東西對話框回復“AI芯片江湖”獲取AI芯片四大門派企業(yè)信息匯總表)

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  1)少林:學術濃厚,一脈傳承

  之所以把這幾家稱作“少林派”,,是因為這些創(chuàng)業(yè)團隊普遍成立較早,,大多從清華、北大,、中科院,、電子科技大學等高等院校/研究機構脫胎而來,具備極強的學術屬性,。創(chuàng)始團隊中一般還會有一個“老教授”加持,,他們在芯片及相關學術研究上有著多年的學術積累,并且在這些院校與機構中任職多年,,能夠為公司提供一套成系統(tǒng)的人才資源體系——對于高新科技公司來說,,人才意味著技術優(yōu)勢、也意味著強大的市場競爭力,。

  這一派別不僅憑借深厚的學術背景受到資本親睞,,而且能夠獲得“母校”在市場與人才方面的支持,。比如代表玩家之一:中科寒武紀——其創(chuàng)始人陳云霽,、陳天石兩兄弟都是中科院計算所博士畢業(yè),2016年創(chuàng)業(yè)之初,寒武紀不僅在天使輪獲得了中科院計算所的1000萬元研究經(jīng)費,,還在各種項目資源中獲得了中科院的支持,。在搭載寒武紀AI芯片技術的華為海思麒麟970芯片發(fā)布之后,中科院計算所還特意向華為發(fā)來賀信,,強調(diào)了寒武紀的中科院背景,。

  此外,代表玩家還有清華電子系汪玉副教授帶領團隊成立的深鑒科技,、電子科技大學博士生導師劉洋教授帶隊成立的深思創(chuàng)芯,、清華大學魏少軍教授帶領的清華大學微電子學研究所、清華精儀系施路平老師組領銜的類腦計算芯片團隊,、北京大學高能效計算與應用中心主任叢京生帶領的基于FPGA的深度學習加速團隊等等,。

  這些玩家中,深鑒科技是最早一批獨立作為商業(yè)企業(yè)運營的創(chuàng)企業(yè)之一,,它成立于2016年3月,,最早由FPGA技術起家,目前已成功躋身中國AI芯片創(chuàng)企第一陣營,。深鑒科技CEO姚頌向智東西透露,,目前深鑒已經(jīng)接到了數(shù)千萬的訂單,兩款AI芯片都在量產(chǎn)當中,,已經(jīng)有不少合作伙伴在使用當中,。

  深思創(chuàng)芯CEO俞德軍博士則告訴智東西,除了現(xiàn)有的民間場景需要用到AI芯片外,,軍事上的導彈輔助,、艦艇、潛艇等場景也需要AI芯片,,深思創(chuàng)芯目前正與國內(nèi)軍用單位合作這些項目,。

  魏少軍教授帶領的清華大學微電子學研究所則在30多年來一直致力于芯片前沿學術技術的研發(fā),AI芯片屬于其中的技術分支,;去年,,清華大學微電子學研究所的AI芯片Thinker在2017 ACM/IEEE ISLPED國際低功耗電子學與設計會議上獲得了設計競賽獎,這是中國大陸單位首次以第一完成單位獲得此項榮譽,。

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  2)武當:老牌大廠,,跨界轉(zhuǎn)型

  武當,內(nèi)家之宗,。在AI芯片這個大江湖里,,除了各類創(chuàng)業(yè)公司之外,不少傳統(tǒng)芯片廠商也陸續(xù)入局,,AI芯片對于他們來說既是其現(xiàn)有產(chǎn)品的自然升級,,也是個機遇與挑戰(zhàn)并存的時間窗口——做得好了,,彎道超車、一舉成為行業(yè)龍頭,;做不好了,,容易先機盡失、甚至有被市場淘汰的危險,。

  一直以來,,這些公司因傳統(tǒng)機頂盒芯片、手機芯片,、安防攝像頭芯片而為人所知,。與AI芯片創(chuàng)業(yè)公司相比,這些老牌芯片公司普遍具有豐富的設計制造經(jīng)驗,、市場渠道完善、并且有成熟的商業(yè)運作經(jīng)驗,。代表玩家包括華為海思,、杭州國芯、中星微電子等等,。

  舉個例子,,杭州國芯成立于2001年,屬于國內(nèi)較早的一批芯片設計公司,,目前在全球機頂盒芯片市場占據(jù)份額高達15%,。2017年底,杭州國芯也發(fā)布了其首顆語音AI芯片GX8010,。

  值得一提的是,,由于安防是AI芯片落地應用的核心場景之一,而且市場巨大,。但是現(xiàn)在幾乎所有安防芯片巨頭,、安防硬件巨頭(比如宇視科技、國科微,、中天微等)都在陸續(xù)進行著AI芯片相關的研發(fā)與合作,。目前這些廠商正式對外公布的消息不多,但是都在秘密進展當中,。

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  3)五岳:神通盡顯,,海渡八仙

  “五岳派”的玩家大多在傳統(tǒng)芯片行業(yè)中有著多年的技術經(jīng)驗積累,與前兩派的玩家相比,,他們既有著多年的芯片打造經(jīng)驗,、對于安防、家居等行業(yè)有著自己深入的理解,,同時又具備創(chuàng)業(yè)公司快速決策,、快速奔跑的市場屬性,。

  不過由于芯片前期的研發(fā)投入金額較大,“五岳派”的玩家背后普遍有科技巨頭的投資身影,,比如百度,、騰訊、阿里,、英特爾,;又比如依圖、云知聲,、云天勵飛這類已經(jīng)具備一定資本體量的人工智能創(chuàng)業(yè)公司,。

  這一派的代表玩家包括英特爾參與投資的地平線機器人,值得一提的是,,地平線機器人創(chuàng)始人余凱是原百度副院長,。此外,還有依圖科技投資的ThinkForce,、阿里巴巴創(chuàng)業(yè)者基金與高通等投資的耐能(Kneron),、云知聲旗下的云知芯、Roobo投資的啟英泰倫,、與上海寶信軟件股份簽訂合作協(xié)議的海青智盈等等,。


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  4)明教:比特加持,另辟蹊徑

  在眾多AI芯片公司當中,,還有著這樣一派另類的玩家:他們用短短幾十個月的創(chuàng)業(yè)時間就將年營收做到了25億美元,,財富積累的迅猛程度幾近恐怖;他們狂熱地崇拜技術,,極盡可能地壓榨出芯片最后一絲計算性能,;他們蒙眼狂奔、千金一擲,,與此同時卻又神秘而低調(diào),,對于外界的種種猜疑不置一詞。

  他們就是這波比特幣狂潮中的賣水人——虛擬貨幣“礦機芯片”的生產(chǎn)商們,,代表玩家包括比特大陸,、嘉楠耘智等。

  獲取虛擬貨幣需要進行“挖礦”,,而“礦機”的本質(zhì)就是一種專用于挖礦計算機,,它同樣由芯片驅(qū)動供能。芯片性能越強大,,挖起礦來就越快,、越多、越有優(yōu)勢,。在以虛擬貨幣價格一飛沖天的市場里,,這些為挖礦者提供發(fā)動機的芯片公司的財富積累自然水漲船高,。

  拿比特大陸來說,比特大陸成立于2013年10月,,2017年的總營收已經(jīng)飆升至25億美元,,擁有超過1000名員工,在全球建立了百億次計算的數(shù)據(jù)中心,,占礦機專用芯片市場超過70%份額,,幾乎具有壓倒性的市場優(yōu)勢。

  不過,,就在虛擬貨幣一飛沖天的2017年年底,,比特大陸卻另辟蹊徑,正式推出了第一款AI專用芯片“SOPHON(算豐)”——這一名字正是來源于比特大陸聯(lián)席CEO詹克團愛讀的那套科幻小說,,《三體》,。

  比特大陸產(chǎn)品戰(zhàn)略總監(jiān)湯煒偉還曾向智東西透露,在最近這一兩個月內(nèi),,比特大陸的AI芯片團隊規(guī)模已經(jīng)極速擴張到300人,。

  芯片一直是個“燒錢”的東西,這款采用28nm工藝的“算豐”AI芯片僅研發(fā)與流片費用就高達幾百萬美元,。傳統(tǒng)芯片的迭代速度為1-2年,,但比特大陸宣布其產(chǎn)品將會以9個月一代的速度進行快速迭代著,。

  此外,,世界第二大比特幣礦機生產(chǎn)商嘉楠耘智也在2017年12月預發(fā)布了其自研AI芯片KPU,目前,,這個礦機巨頭已申請掛牌新三板,。2017年公司的收入超過12億元,利潤過3億,。

  與其他從AI起家切入芯片的公司相比,,礦機廠有著豐富的芯片打造經(jīng)驗與豐厚的資本積累,不過相對而言,,其他專注AI芯片的初創(chuàng)公司則在AI算法優(yōu)化與軟件生態(tài)打造上更有優(yōu)勢,。畢竟對于AI芯片來說,AI與芯片兩方面能力都十分重要,。

  源起之初:云計算,,第一批吃到肉的海外巨頭

  所謂人工智能,其實就是讓機器具備像人一樣的智能,。但是一直以來,,計算機其實都是很“笨”的,一些對于人類來說易如反掌的任務,,對于計算機來說卻難于登天:比如認清楚這張照片里的動物是什么,?

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  對于人類來說,,我們看到了一只在野外坐著的灰貓,而對于計算機而言,,它看到的卻是圖像中的一組數(shù)字,;我們看到的貓耳與貓眼,在計算機看來只是數(shù)字88和23的區(qū)別,。

  由此衍生出的一門重要學科叫做計算機視覺(Computer Vision,,CV),而分清楚“貓”,、“狗”這兩類外形相似的動物,、并且在圖片中圈出這只貓的位置,一直是這門學科的冠上明珠級別的難題,,近20年來一直難有進展,。

  直到2012年。

  2012年的初冬,,發(fā)生了一件大事情,。在2012年計算機視覺屆的“奧林匹克”——ImageNet挑戰(zhàn)賽的賽場上,出現(xiàn)了一位另類玩家,,一位來自多倫多大學的老教授,,Geoffrey Hinton。Hinton和他的團隊們第一次用上了GPU芯片和深度學習算法,,讓計算機識圖的錯誤率猛然降低了數(shù)倍,,成為計算機視覺歷史上的一個重要節(jié)點。

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  在2015年的ImageNet大賽上,,微軟亞洲研究院團隊更是憑借GPU與深度學習算法,,第一次讓計算機的識圖能力超過了人類。人類識圖錯誤率約為4%,,而冠軍團隊機器識圖的錯誤率為3.57%,。

  一石激起千層浪。GPU芯片與深度學習算法一下成了人工智能屆的“網(wǎng)紅”,,無數(shù)科學們都開始將研究重心轉(zhuǎn)移到它們身上,。

  深度學習算法可以理解為實現(xiàn)人工智能的一種電腦程序,它讓計算機通過對大量素材的學習(比如成千上萬張不同種類的“貓”圖片),,讓機器自己總結出“貓”的特征,,下次你再給它一張貓的照片,無論是黑貓,、白貓,、波斯貓,它都能認出來,。

  在圖片分類,、識別興起之后,,視頻識別、語音識別,、翻譯,、語音助手等一系列AI應用應運而生。

  其實,,GPU的本命更加廣為人知——顯卡,。陰差陽錯地,科學家們發(fā)現(xiàn)GPU芯片的并行計算架構與深度學習一拍即合,,猛然把機器原先需要幾個月的“學習”時間壓縮到了幾天,、甚至幾個小時之內(nèi),兩強搭檔,,在2012年的ImageNet上大放異彩,。

  不過,英特爾,、IBM等老牌云服務器芯片廠商同樣在積極布局這一市場,,各自通過并購、投資,、研發(fā)等方式不斷切入云AI芯片市場,。

  與此同時,谷歌作為創(chuàng)新科技的代表企業(yè),,也從2014年起開始打造屬于自己的云AI芯片——TPU(張量處理單元),,谷歌的AI程序AlphaGo(阿爾法狗)就是靠它提供的強大計算能力戰(zhàn)勝了全球圍棋第一高手柯潔。大約20天前,,谷歌宣布將TPU的強大計算能力通過谷歌云將向用戶開放,。

  谷歌AI中國中心總裁&谷歌云AI研發(fā)主管李佳曾經(jīng)向智東西表示,,AI芯片的熱潮將會長時間影響AI行業(yè),,芯片的進步將會對人工智能行業(yè)發(fā)展帶來一個正向的支持,通過算力的進步與發(fā)展,,未來將會給人工智能帶來更多的機會,、更大的想象空間。

  自此,,人工智能迎來了自學科建立60年以來最大規(guī)模的市場應用爆發(fā)潮,,從曾經(jīng)遙不可及的前沿技術忽然一夜之間就來到了我們身旁,成了家喻戶曉的風口話題,。

  如果說2015-2016年是AI芯片巨頭們廝殺激烈的爭奪戰(zhàn),,那么接下來的2016-2017年則是國內(nèi)AI芯片創(chuàng)業(yè)市場逐漸升溫加熱、最終大紅大火,、進入白熱化競爭的時段,。隨著市場的進一步升溫發(fā)酵,,到了2017年年底,市場競爭達到了前所未有的激烈程度,。

  僅僅是在2017年10月-11月這兩個月間,,就有四間國內(nèi)AI芯片公司同時宣布獲得千萬美元以上的大額融資,如果從2017年8月開始算起,,四個月間至少有十幾款AI芯片面市,。芯片產(chǎn)品升級周期普遍長達12-24個月,如今這樣密集火熱的市場轟炸,,簡直有如一場AI芯片的集體狂歡,。

  狂歡后的思考

  不過,集體狂歡的背后,,總是存在冷靜的聲音,,不少業(yè)內(nèi)人士都曾經(jīng)向智東西表示過對AI芯片行業(yè)幾點擔憂:

  1)芯片競爭非常慘烈,是個“數(shù)一數(shù)二”的行業(yè),。芯片的優(yōu)勢在于規(guī)模,,一塊普通芯片的銷量需要達到百萬顆級別才能達到盈虧平衡。一旦市場開始成熟,,巨頭們能夠通過十倍,、百倍的產(chǎn)量進行市場收割,這些大量涌現(xiàn)的AI芯片創(chuàng)業(yè)公司可能最終只能跑出來一兩家,。

  2)人工智能技術宣傳多,,行業(yè)落地少。幾乎所有AI芯片創(chuàng)業(yè)公司都將自己的主要目標定在了安防與自動駕駛這兩類市場上,,對于安防而言,,AI這一市場需求雖然已經(jīng)存在多年,但是大規(guī)模遠距離場景下的AI應用還有很多工程化問題需要解決,;而對于自動駕駛而言,,一則這一技術離大規(guī)模落地商用還有一段時間,二則各大車廠把安全屬性奉為至高,,對人工智能目前的“黑箱”狀況較難接受?,F(xiàn)在除了手機外,并沒有哪一款AI芯片銷售量超過100萬塊的,。

  3)人工智能算法還在快速發(fā)展過程中,,每半年到一年間計算模型都在發(fā)生變化。而芯片的設計研發(fā)周期普遍較長,,只有非常成熟的算法才適合固化到芯片上,,現(xiàn)在的人工智能算法還不夠成熟。

  中國半導體行業(yè)協(xié)會IC設計分會理事長、清華大學微電子學研究所所長魏少軍教授認為,,從產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律來看,,在今明兩年之內(nèi)AI芯片將持續(xù)火熱,大家扎堆進入,;但是到了2020年前后,,則將會出現(xiàn)一批出局者,行業(yè)洗牌開始,。

  芯片,,國之根本

  作為所有電子產(chǎn)品的“大腦”,芯片對于科技發(fā)展的重要性無需贅言,。長久以來,,中國大陸地區(qū)芯片技術發(fā)展落后,嚴重依賴海外進口:2013年以來,,中國大陸用在進口芯片上金額已超高達2000億美元,,芯片已經(jīng)超過石油,成為國內(nèi)第一大進口商品,。

  與發(fā)達國家與地區(qū)相比,,我國大陸地區(qū)芯片制造工藝差距不小。雖然近年來國內(nèi)芯片設計產(chǎn)業(yè)保持著快速增長(約20%),,但總的來說,,產(chǎn)業(yè)發(fā)展依舊存在自主創(chuàng)新能力弱、關鍵核心技術對外依存度度,、人才缺乏等問題,。舉個例子,現(xiàn)在臺積電,、英特爾等已經(jīng)在進行7nm芯片的技術開發(fā)當中,,而我國大陸地區(qū)現(xiàn)階段28nm工藝才剛剛順利普及,14nm工藝仍在攻關當中,。

  不過,,AI芯片的崛起,為中國長久以來只能埋頭追趕的芯片行業(yè)打開了一扇新大門,。在這類新興技術的戰(zhàn)場上,,我們第一次與技術發(fā)達國家站在了同一起跑線上,,在有些領域甚至站在了全球科技發(fā)展的前列,。

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  國家對于人工智能及AI芯片的重視程度也達到了前所未有的高度,去年7月與12月,,國務院與國家工業(yè)和信息化部接連發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,、《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》,對于人工智能行業(yè)下一步的發(fā)展規(guī)劃提出了方向性的意見。其中除了包括我國面向2030年的新一代人工智能“三步走”戰(zhàn)略,,還將神經(jīng)網(wǎng)絡芯片(AI芯片)提到了三大核心技術之一的高度,。

  《行動計劃》指出,到2020年,,國內(nèi)AI芯片技術需要取得突破進展,,包括云端神經(jīng)網(wǎng)絡芯片和終端神經(jīng)網(wǎng)絡芯片。與此同時,,AI芯片需要實現(xiàn)在智能終端,、自動駕駛、智能安防,、智能家居等重點領域的規(guī)?;逃谩?/p>

  而在今天公布的總理2018年政府工作報告中還提出,,要加強新一代人工智能研發(fā)應用,,在醫(yī)療、養(yǎng)老,、教育,、文化、體育等多領域推進“互聯(lián)網(wǎng)+”,。

  結語:重塑世界的AI芯片

  在一場AI芯片大火燒過了2017年之后,,2018年,我們將看到一大批AI芯片初創(chuàng)企業(yè)的產(chǎn)品正式落地商用,,各大芯片巨頭玩家的相關產(chǎn)品也會逐一面市,,我們即將進入“無芯片不AI、無終端不AI,、無行業(yè)不AI”的時代當中,。

  未來,每個芯片都提升它的AI計算能力,,小到一個耳機,、一臺音箱,大到一臺工業(yè)機器人,、一輛自動駕駛汽車,,這些終端的AI化將深入到各行各業(yè)當中,除了文中重點解讀的四大行業(yè),,未來,,工業(yè)、制造,、醫(yī)療,、教育等行業(yè)也會逐漸被AI芯片滲透入侵,;隨著AI計算逐步滲透社會各行各業(yè),我們的世界將逐漸被AI重塑,,我們也將進入一個AI社會,。

  隨著巨頭玩家的不斷入局、創(chuàng)業(yè)公司的快速奔跑,,AI芯片——作為人工智能產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠——已經(jīng)逐漸成為了一場高手間的較量,。這一新興技術既為科技巨頭帶來了業(yè)務升級、產(chǎn)業(yè)擴大的新風口,;又也為各大創(chuàng)業(yè)者提供了顛覆現(xiàn)有格局,,重塑科技話語權的嶄新機會;同時還為中國半導體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)超車提供了一個絕好的新機遇,。


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