傳統(tǒng)的芯片已不能滿足人工智能產(chǎn)業(yè)對芯片性能及算力等方面的要求。未來十年的技術(shù)驅(qū)動力是人工智能。因此，如何構(gòu)建出高效的人工智能芯片，將芯片技術(shù)與人工智能技術(shù)有效地結(jié)合起來成為當(dāng)前的熱點話題。人工智能芯片領(lǐng)域的研究，或?qū)⒖萍及l(fā)展推向一個更高的階層。

　　正如應(yīng)用材料(Applied Materials)公司首席執(zhí)行官 Gary Dickerson 的問題：“我們準(zhǔn)備好迎接我們一生中最大的機會了嗎?”

　　中國人工智能芯片行業(yè)挑戰(zhàn)與機遇并存

　　AI三大核心要素是數(shù)據(jù)、算力和算法。我們除了創(chuàng)新計算范式的研發(fā)，“數(shù)據(jù)孤島”問題也將在政策的指導(dǎo)下得到解決，為AI算法提供更大量、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)集進行學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。而算力的核心，還是離不開芯片。

　　AI芯片就是人工智能算法做特殊加速設(shè)計的芯片。四種主流芯片為GPU、ASIC、FPGA、類腦芯片。

　　中國AI芯片方面，以海思半導(dǎo)體、紫光展銳、匯頂科技等為代表的中國芯片企業(yè)，在其細分領(lǐng)域已達到國際先進水平。在AI Chipset Index TOP24榜單中 ，國內(nèi)芯片企業(yè)如華為海思、聯(lián)發(fā)科、Imagination(2017年被中國資本收購)、寒武紀(jì)、地平線機器人等企業(yè)進入該榜單，其中華為海思排12位，寒武紀(jì)排23位，地平線機器人排24位。

　　技術(shù)上，雖然我們在垂直行業(yè)應(yīng)用的芯片設(shè)計上占據(jù)優(yōu)勢地位，但是由于基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵設(shè)備等仍落后與國際一流水平，瓶頸較難突破，因此芯片制造環(huán)節(jié)仍有所差距。

　　我國在偏向于設(shè)備端的AI 芯片開發(fā)領(lǐng)域，以及類腦芯片領(lǐng)域都有所建樹，但在FPGA、GPU領(lǐng)域依然缺乏有競爭力的原創(chuàng)產(chǎn)品，大多數(shù)只是基于FPGA/GPU做二次開發(fā)。這主要與我國在芯片領(lǐng)域一直缺乏關(guān)鍵核心自主技術(shù)有關(guān)。芯片壁壘仍然是我們的發(fā)展道路上的一大挑戰(zhàn)。

　　中國AI獨角獸寒武紀(jì)也面臨這一挑戰(zhàn)。寒武紀(jì)成立與2016年，專注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新，是目前國際上少數(shù)全面掌握通用型智能芯片及其基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件研發(fā)和產(chǎn)品化核心技術(shù)的企業(yè)之一。

　　寒武紀(jì)CEO陳天石曾表示，寒武紀(jì)將直面來自國外巨頭的壓力。確實，英特爾、英偉達、AMD、ARM在軟件生態(tài)布局以及市場占有率上占有絕對優(yōu)勢。在芯片設(shè)計制造領(lǐng)域，中國仍缺乏設(shè)計軟件，先進制程及設(shè)備與世界領(lǐng)先水平之間仍有差距，該領(lǐng)域部分產(chǎn)品及裝備仍十分依賴進口。 這使得中國的AI企業(yè)也面臨著“卡脖子”的風(fēng)險。

　　應(yīng)用上，消費電子、自動駕駛、智慧安防、機器人等仍是較為主流的應(yīng)用方向，政策指導(dǎo)使產(chǎn)業(yè)獲得更好的聯(lián)動性，同時，人工智能逐步橫向往媒體、醫(yī)療、教育等行業(yè)滲透與拓展。通過開源形成廣泛的應(yīng)用生態(tài)，廣泛支持不同類型的AI芯片、硬件設(shè)備、應(yīng)用等。

　　商湯科技是中國AI企業(yè)里的佼佼者。公司覆蓋面很廣，核心技術(shù)是人臉識別、文字識別、圖像識別、車輛識別、行人監(jiān)測等。商湯科技還在金融、安防領(lǐng)域中重點布局，在智慧城市、智能手機、互聯(lián)網(wǎng)娛樂、汽車、金融、零售等行業(yè)實現(xiàn)快速落地，成為目前全球總?cè)谫Y額、估值都頂尖的 AI 獨角獸公司。

　　國家政策扶持，促進產(chǎn)學(xué)研融合

　　2月末，在世界學(xué)術(shù)界和企業(yè)界公認的集成電路設(shè)計領(lǐng)域最高級別會議ISSCC上，北京大學(xué)集成電路學(xué)院與人工智能研究院黃如院士在“存內(nèi)計算AI芯片”領(lǐng)域取得重要研究成果。關(guān)于存內(nèi)計算的的學(xué)術(shù)文章被ISSCC收錄于“Session 11 存內(nèi)計算與SRAM”專題，本次存內(nèi)計算論文入選意味著中國此項核心技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平，得到了學(xué)術(shù)界的頂會認可，代表了芯片領(lǐng)域新的前進方向，在AI技術(shù)應(yīng)用程度不斷提升的今天，存內(nèi)計算擁有巨大的發(fā)展前景。

　　由此可見，學(xué)校在AI芯片發(fā)展的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，國家也在積極地促進產(chǎn)學(xué)研融合。2018年，中國RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、RISC-V中國聯(lián)盟先后成立，意味著國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研各方已全面參與。

　　2018年4月《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》中提出：

　　 加快人工智能領(lǐng)域?qū)W科建設(shè)，支持高校在計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科設(shè)置人工智能學(xué)科方向;

　　 加強人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)建設(shè)，推進“新工科”建設(shè)，形成“人工智能+X”復(fù)合專業(yè)培養(yǎng)新模式;

　　 加強人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)，加強人才培養(yǎng)與創(chuàng)新研究基地的融合，完善人工智能領(lǐng)域多主題協(xié)同育人機制。

　　 構(gòu)建人工智能多層次教育體系

　　2020年1月在《“雙一流”建設(shè)高校促進學(xué)科融合加快人工智能領(lǐng)域研究生培養(yǎng)的若干意見》中提出鼓勵人工智能龍頭企業(yè)根據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的最新發(fā)展和對人才培養(yǎng)的最新需求，提供試驗實踐環(huán)境，對高校教師開展培訓(xùn);以雙聘等靈活聘用方式吸引企業(yè)和科研院所優(yōu)秀人才到高校開展科學(xué)研究和人才培養(yǎng); 依托“雙一流”建設(shè)高校，建設(shè)國家人工智能產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺，鼓勵企業(yè)參與共建，在資金、項目等方面優(yōu)先支持。

　　2021年《“十四五”規(guī)劃綱要和2035年遠景目標(biāo)綱要》指出，“十四五”期間，我國新一代人工智能產(chǎn)業(yè)將聚焦高端芯片等關(guān)鍵領(lǐng)域。從國家戰(zhàn)略高度為人工智能芯片行業(yè)建立了優(yōu)良的政策環(huán)境。

　　相較2020年，人工智能領(lǐng)域投資數(shù)量有所減少，但單筆投資規(guī)模呈上升趨勢。AI芯片產(chǎn)業(yè)也持續(xù)有資本進入，單筆融資金額均超億元。截至2022年1月，2021年中國人工智能芯片相關(guān)領(lǐng)域融資事件共計92起，總金額約300億人民幣

　　2022年2月中國信通院發(fā)布了AI框架發(fā)展白皮書。其中提到的，重視AI發(fā)展與高校科研院所廣泛開放合作。引導(dǎo)學(xué)術(shù)界高?？蒲袡C構(gòu)與產(chǎn)業(yè)界企業(yè)基于主流AI框架構(gòu)建其AI應(yīng)用系統(tǒng)，并在項目申報、科創(chuàng)資金申請等方面予以政策傾斜。鼓勵A(yù)I頭部企業(yè)與高校開展合作，支持高校建設(shè)融合AI核心課程和教學(xué)資源。

　　互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛入局AI芯片產(chǎn)業(yè)

　　AI芯片市場引發(fā)了老牌芯片廠商英偉達、英特爾的持續(xù)關(guān)注，像國內(nèi)的百度、阿里、華為等科技巨頭也紛紛加碼AI芯片賽道。

　　原因是互聯(lián)網(wǎng)巨頭們擁有大量的數(shù)據(jù)，想要充分挖掘數(shù)據(jù)的價值保持領(lǐng)先地位，就需要芯片提供超高算力，定制化的芯片能結(jié)合其自身業(yè)務(wù)更好地挖掘數(shù)據(jù)價值;另一方面，傳統(tǒng)芯片公司的高性能GPU和CPU價格高昂，自研芯片能夠降低成本。所以互聯(lián)網(wǎng)公司這種云端算力需求較旺盛產(chǎn)業(yè)，除了傳統(tǒng)芯片企業(yè)、芯片設(shè)計企業(yè)之外，他們也紛紛入局AI芯片產(chǎn)業(yè)，投資或自研云端AI芯片。

　　谷歌在2016年發(fā)布首代自研AI芯片TPU引發(fā)巨大關(guān)注。經(jīng)過持續(xù)的迭代，去年八月，谷歌最新的TPU在MLPerf基準(zhǔn)測試中打破了6項記錄。國內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)大廠也成績非凡。

　　百度推出了昆侖芯一代/二代芯片和飛槳平臺。昆侖芯科技的前身是百度智能芯片及架構(gòu)部，公司專注于打造擁有強大通用型、易用性和高性能的通用人工智能芯片，是國內(nèi)為數(shù)不多可支撐互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模核心算法的AI芯片。目前，昆侖芯擁有100%自研核心架構(gòu)及7nm制程量產(chǎn)經(jīng)驗，產(chǎn)品已在近百家客戶部署實踐。配合百度飛槳平臺，有了更友好的開發(fā)環(huán)境。

　　昆侖芯在百度內(nèi)部各業(yè)務(wù)已部署超2萬片。在百度外，有工業(yè)質(zhì)檢、智慧城市、智慧金融等多場景落地案例，比市場同類主流產(chǎn)品、各種算法和各業(yè)務(wù)場景中均有1.5-2倍的性能提升。同時昆侖芯SDK可實現(xiàn)模型遷移支持百度飛漿、PyThoch和TensorFlow等主流深度學(xué)習(xí)框架，開發(fā)環(huán)境良好。

　　阿里巴巴也有含光NPU AI芯片/玄鐵CPU、無劍SoC平臺。在 ISSCC 2022上，阿里巴巴在題為“184QPS/W 64Mb/mm2 3D Logic-to-DRAM Hybrid BondingwithProcess-Near-Memory Engine for Recommendation System”的論文中展示了使用混合鍵合的AI計算設(shè)備1000 多倍的改進。

　　在論文中，阿里提出了在提高性能和降低功耗方面非常重要的突破。這些結(jié)果比 AMD 報告的V-Cache報告的結(jié)果要好幾個數(shù)量級。因此EETimes發(fā)文稱，中國的力量已經(jīng)無法抵擋，甚至中國或在AI計算上引領(lǐng)世界。

　　字節(jié)跳動公司創(chuàng)始人兼CEO張一鳴也表示，核心技術(shù)是公司背后的硬競爭力，公司非常重視核心技術(shù)的應(yīng)用，一直在加大相應(yīng)投入。未來公司還將繼續(xù)深入研究基于硬件視頻的編解碼或者人工智能識別芯片。

　　此外，騰訊、美團、聯(lián)想也在2022年1月份投資了AI芯片公司愛芯元智。愛芯元智擁有AI ISP和NPU技術(shù)，并在業(yè)內(nèi)保持領(lǐng)先水平。

　　AI芯片創(chuàng)業(yè)熱潮也在持續(xù)高漲，AI應(yīng)用在過去幾年中逐步落地，資本的投資活躍了市場環(huán)境，國產(chǎn)AI芯片替代需求在過去這幾年變得非常強勁……這些加成都給國內(nèi)AI芯片制造了一個千載難逢的機會，彎道超車可能近在咫尺。