中國人工智能芯片市場分析和展望

　　技術(shù)的進(jìn)步是歷次工業(yè)革命的驅(qū)動(dòng)力，而人類社會(huì)正在人工智能技術(shù)的進(jìn)步下進(jìn)入智能化社會(huì)，即所謂的“第三次工業(yè)革命”。而作為人工智能核心技術(shù)之一的人工智能芯片，其發(fā)展?fàn)顩r如何，未來的走向又是如何，這是本文希望共同探討的話題。

　　人工智能發(fā)展的歷史和驅(qū)動(dòng)因素

　　Donella H. Meadows在她的《系統(tǒng)之美》一書中指出，“面對(duì)問題，善于系統(tǒng)思考的人要做的第一件事就是尋找數(shù)據(jù)，了解系統(tǒng)的歷史及其行為隨時(shí)間變化的趨勢圖?！币虼?，對(duì)于當(dāng)前火熱的人工智能的發(fā)展，也很有必要先回顧下其今世前身以及背后的驅(qū)動(dòng)因素。筆者總結(jié)了以下人工智能的發(fā)展歷史及其未來的發(fā)展趨勢。

　　人工智能的發(fā)展和趨勢

　　縱觀人工智能的發(fā)展歷史，以下因素在人工智能的“三次兩落”中起到了關(guān)鍵的作用：

　　算法(A-Algorithm)：當(dāng)前這一波人工智能的崛起，很大的一個(gè)原因就是深度學(xué)習(xí)算法的崛起，尤其是在圖像和語音等方面的出色表現(xiàn)。算法是人工智能發(fā)展的引擎。大數(shù)據(jù)(B-Big Data)：當(dāng)前這一波的人工智能，更多運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)分析的方法，因此，誰擁有了數(shù)據(jù)，誰就有可能站在這波人工智能的前沿。數(shù)據(jù)將成為未來企業(yè)的核心資產(chǎn)和生產(chǎn)資料之一，它是人工智能發(fā)展的新能源。計(jì)算能力(C-Computing Power)：基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的算法和基于并行計(jì)算的深度學(xué)習(xí)需要強(qiáng)大的計(jì)算能力，而摩爾定律的數(shù)十年發(fā)展讓計(jì)算能力有了長足的進(jìn)步，有效支撐了這波人工智能的發(fā)展。應(yīng)用場景(S-Scenarios)：人工智能的長期發(fā)展必須能反哺給行業(yè)并帶來實(shí)際的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及物理世界的數(shù)字化浪潮，為人工智能的應(yīng)用提供了許多實(shí)際可行的應(yīng)用場景，這將進(jìn)一步加速人工智能的發(fā)展。

　　因此， ABCs因素的組合正推動(dòng)這波人工智能的第三次崛起，并相信會(huì)讓這一波持續(xù)的時(shí)間更長，帶來的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響也將更為深遠(yuǎn)，“人工智能最終會(huì)像電力一樣滲透到社會(huì)的各行各業(yè)”。

　　中國人工智能的市場分析

　　我們可以將以上的ABCs模型映射到中國人工智能市場的分析上去。在經(jīng)歷了互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的追趕之后，中國正成為一個(gè)重要的數(shù)據(jù)大國，預(yù)計(jì)到2020年中國將擁有全球數(shù)據(jù)量的20%-25%。而推動(dòng)這一波人工智能發(fā)展的最重要的因素之一就是數(shù)據(jù)。另外，中國政府正通過《中國制造2025》、數(shù)字中國等政策推動(dòng)中國產(chǎn)業(yè)的信息化智能化升級(jí)轉(zhuǎn)型，這為人工智能的發(fā)展提供了很多實(shí)際的應(yīng)用場景。因此在這一波人工智能的大潮中，中國正站在一個(gè)非常有利的地位。

　　中國人工智能市場的分段及AI芯片的趨勢

　　創(chuàng)新的重要來源之一就是對(duì)市場的精準(zhǔn)分段。而中國的人工智能市場，可以大致分成數(shù)據(jù)中心/云端訓(xùn)練和推理、邊緣(霧)計(jì)算推理(和訓(xùn)練)以及設(shè)備端的推理等三個(gè)大類四個(gè)小類。數(shù)據(jù)中心/云端訓(xùn)練和推理的市場機(jī)會(huì)已被業(yè)界廣泛接受，并隨著人工智能的實(shí)際應(yīng)用而進(jìn)一步迎來爆發(fā)式增長。由于在云端，尤其是訓(xùn)練部分需要更大的靈活度來迎合不可預(yù)期的應(yīng)用和數(shù)據(jù)增長，預(yù)計(jì)英特爾CPU+AI加速卡的計(jì)算平臺(tái)將進(jìn)一步發(fā)展，其中推理部分的計(jì)算平臺(tái)，尤其是在應(yīng)用場景比較明確的情況下，將CPU和低功耗AI加速芯片的多芯片合封的MCP(Multiple-chip Package)將是未來的一個(gè)選擇。在設(shè)備端側(cè)推理部分，由于要求較好的功耗控制、尺寸大小以及性價(jià)比，預(yù)計(jì)集成AI加速IP的SoC將最終是一個(gè)趨勢。在市場層面，一些大的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)如蘋果、華為等正研發(fā)類似方案應(yīng)用到他們最新的智能手機(jī)產(chǎn)品上。由于市場趨勢相對(duì)明確但應(yīng)用模式仍需要時(shí)間去創(chuàng)新和推廣，該市場段仍處于成長階段。 對(duì)于邊緣(霧)計(jì)算，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場景，如自動(dòng)駕駛、智能制造等，該市場正成長為一個(gè)正在興起的新市場機(jī)會(huì)，但還處于市場的起始階段。該市場段具有相對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用場景，其相應(yīng)的人工智能計(jì)算平臺(tái)也將呈現(xiàn)多樣化方案。

　　中國人工智能芯片的發(fā)展和趨勢

　　在政府和市場資本的雙重推動(dòng)下，中國的人工智能芯片行業(yè)正引來一個(gè)高潮，而其中的參與者，主要來源于以下幾個(gè)方面：

　　新型創(chuàng)業(yè)型公司：該類公司的領(lǐng)軍人物一般具有較強(qiáng)的人工智能背景，在商業(yè)意識(shí)和技術(shù)研發(fā)方面有較好的平衡，如地平線(Horizon)、上海熠知(ThinkForce)、探境科技(IntEngine)等。目前，這批參與者的數(shù)量正在快速成長。大型的市場領(lǐng)導(dǎo)者/互聯(lián)網(wǎng)公司：以TAB(Tencent、Alibaba、Baidu)+華為等為主導(dǎo)。由于擁有自己的數(shù)據(jù)集、算法和應(yīng)用場景，他們計(jì)劃開發(fā)更適合的人工智能芯片來優(yōu)化他們的算法和業(yè)務(wù)。由于具有雄厚的財(cái)力、研發(fā)能力和數(shù)據(jù)/應(yīng)用場景，預(yù)計(jì)該類參與者將成為中國甚至全球人工智能芯片市場的重要力量。老牌的芯片公司：這類公司以華為海思、瑞芯微等為代表。他們具有非常好的SoC設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和客戶，正研發(fā)集成了人工智能加速IP的SoC芯片。高校/研究院背景的創(chuàng)業(yè)型公司：由于高校在過去的數(shù)十年一直堅(jiān)持人工智能的芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究，積累了相當(dāng)?shù)募夹g(shù)，當(dāng)前正和產(chǎn)業(yè)資本相結(jié)合推動(dòng)其技術(shù)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，如寒武紀(jì)(Cambricon)、深鑒科技(DeepHi)、清華大學(xué)微電子所等。

　　中國本土人工智能芯片狀況和趨勢

　　結(jié)合本文提出的市場模型，根據(jù)相關(guān)公開資料，在此對(duì)中國本土人工智能的芯片做了分析。從圖中可以看出，中國當(dāng)前本土芯片公司的產(chǎn)品分布了人工智能的整個(gè)市場段。在數(shù)據(jù)中心/云端訓(xùn)練和推理芯片部分，以Baidu、Alibaba、華為、Cambricon、BitMain和ThinkForce等為代表，但除了Bitmain的推理芯片，其他的芯片都還在研發(fā)中。考慮到TAB+華為強(qiáng)大的研發(fā)能力和全球化的資源配置，相信他們最終將會(huì)在數(shù)據(jù)中心/云端推理芯片方面獲取一定的地位。而在設(shè)備端的推理芯片部分，創(chuàng)業(yè)芯片公司較為集中，其性能和功耗都和海外同類產(chǎn)品可以匹配，但預(yù)期該市場段未來競爭將較為激烈，并最終處于領(lǐng)先地位。

　　總結(jié)和建議

　　當(dāng)前的人工智能正處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段，所有的國家都站在了同一條起跑線上。而中國政府從上至下給予了人工智能高度的關(guān)注，完成了一系列政策層面的頂層設(shè)計(jì)。而擁有大量的數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)主權(quán)的管理以及應(yīng)用場景的本土化，也必將進(jìn)一步助力中國本地芯片公司的崛起。而作為扎根中國的外資企業(yè)們，也應(yīng)積極投身中國的人工智能發(fā)展大潮之中，在技術(shù)、市場和人才等方面和本土公司開展共贏合作，共同助力中國人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。