中国芯：AI是突破口吗？

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　　在人工智能时代，中国芯片还有机会。

　　文 | 向小田

　　近日因美国商务部对中兴通讯(000063,股吧)制裁，引发了中国舆论关于半导体产业落后受制于人，缺乏自主研发芯片等痛点的大讨论。讨论话音未落，又传来几则消息，一是联发科因台经济部门要求谨慎对大陆销售芯片，二则是美相关部门要求英伟达（NVIDIA）评估在华经营活动。

　　虽然上面两则事态还未演绎到禁售的程度，但已经可见，不管是在中低端的手机芯片，还是在高端的人工智能芯片，美国都已经开展行动——目标是保持美国半导体行业领先优势，对中国半导体整体竞争力提升严防死守。

　　在芯片领域，中国起步太晚。PC领域，Intel地位难以撼动。手机领域，虽然在2G时代中国有展讯等厂商苦苦奋战，但到了3G智能手机时代，市场也已经被高通、苹果、三星等瓜分殆尽。然而，近几年人工智能的兴起，给了中国的芯片业一个机会，可以尝试去挑战一下美国的芯片霸权。

　　01

　　芯片格局重构

　　为什么说人工智能的兴起会导致芯片业格局的重建呢？以英伟达为例，这家公司曾经是做图像处理芯片（GPU）的，无论是在PC上还是在手机上，英伟达都不是主流的芯片公司。

　　但是人工智能的兴起，让许多人发现GPU在深度学习上的功效，因此英伟达得以基于GPU开发AI芯片，也由此成了AI芯片领域目前全球市场份额最大的公司（占比约70%）。资本市场也看好英伟达的前景，英伟达市值过去2年涨了10倍，目前高达1300多亿美元。

　　Intel作为PC芯片霸主，却丢了手机市场。ARM作为手机市场霸主（三星、高通、苹果都是用ARM的IP授权设计芯片），却没有抢到AI芯片的蛋糕。同样，英伟达靠GPU暂时做稳了AI芯片老大的位置，其地位却一直被谷歌、微软等公司虎视眈眈。没有一个巨头现在能做得安心的。

　　在这样的背景之下，中国的科技公司有没有可能参与竞争，并且拥有一席之地呢？

　　我们认为是可能的。

　　02

　　算法和芯片的互动

　　Intel收购Mobileye后，很多评论家说，算法和芯片已经进入了协同进化的时代。图灵奖获得者Alan Kay也说，如果要严肃思考你的软件，就必须要做你自己的硬件。苹果自己做手机芯片，特斯拉自己做自动驾驶芯片，都在表明一种趋势：软件和硬件互相成就、互相促成，行业竞争已经到了这样一个阶段。

　　中国科技厂商虽然在芯片等硬件上比较弱，但是在软件、应用层面和美国的差距却没有那么大。尤其是在人工智能的应用上面，中国市场以场景丰富而闻名。中国网民人口众多，互联网应用产生了大量的数据。中国汽车产销量长期保持世界第一，路况复杂，也是自动驾驶技术发展的最佳土壤。中国的互联网公司，尤其是百度，在深度学习方面的技术积累也比较多。这些公司肯定会逐渐将触角深入芯片领域，把他们的AI算法、用户体验方面积累的经验，反馈到芯片整体架构的设计中去。

　　举例来说，为应对庞大的计算需求和深度学习的要求，早在两三年前，百度就开始用GPU替代CPU进行计算，同时与Altera公司合作在云数据中心使用FPGA集群——百度作为最早一批在服务器中使用FPGA集群的科技巨头，满足了数据中心环节对高性能和灵活性的要求，并且完成了国内最大规模的部署。这些工作和技术创新的到了业内的好评，被收录在ASPLOS2014、hotchips2014和hotchips2016中。hotchips是国际高性能微处理器研讨会，中国历史上已经发表了8篇文章，其中3篇来自百度。一般人很难去了解这些业内信息。[page]分页标题[/page]

　　2017年，百度宣布在公有云服务器中部署基于赛灵思FPGA的应用加速服务，带动主流云服务企业把目光聚焦到FPGA上。在和赛灵思的合作的基础上，百度发布了XPU（云计算加速芯片），采用百度设计的新一代AI处理架构，拥有专用计算单元和数百个处理器，兼具GPU的通用型和FPGA的高效率，同时针对PaddlePaddle深度学习平台进行了优化。

　　从百度上面的路径可以看到，国内科技公司尤其是致力于发展云计算的公司，在实践中必然会不满足于只做算法，而会算法和芯片一起做。

　　先进算法对芯片提出更高的要求，更强算力的芯片支撑优秀的AI算法，两者不可分离。

　　03

　　BAT的布局

　　既然AI芯片和云计算／人工智能的发展不可分割，那么中国的科技公司里面，有哪些有机会挑战全球领导地位呢？

　　对于以计算起家的百度而言，其做芯片起点就比较高了。能力越大，自然也要承担更大的责任。百度AI负责人王海峰最近在数字中国峰会上提出，百度的深度学习框架PaddlePaddle其实就相当于AI指令集。有这个指令集，就有机会减少大量工作量，产出AI芯片。

　　除了自研服务器芯片外，百度还和华为、展锐、赛灵思、ARM形成了联盟，此外还投资了上海汉枫、Lightelligence等公司，研发各种类型的消费级AI芯片。百度的几大开源平台，包括对话式人工智能操作系统DuerOS和自动驾驶开放平台Apollo，都会产出对应的消费级AI芯片。

　　阿里巴巴的马云前几天在日本演讲时讲到，阿里过去4年已经投资了5家半导体公司，阿里达摩院也正在研究AI芯片AliNPU。我看了一下阿里投资的半导体公司，中天微是做芯片架构的，寒武纪、深鉴科是做AI芯片设计的，Kneron、ASR是做消费类电子芯片IDM的，Barefoot Networks则是做数据中心可编程芯片的。阿里介入芯片业的方式主要是投资创业公司，所以目前发展还在早期，短期还看不到效果。

　　腾讯本身是做软件出身的，对硬件投资较少，目前除了上述Barefoot Networks和阿里一起投资外，还没有公布在AI芯片领域的投资。不过在AI应用上，腾讯通过其投资部门做了一些布局。

　　在AI芯片的布局上面，BAT里面百度应该是布局最广、最早，也是最好的。

　　04

　　中国AI芯片军团

　　除了要百度这样的龙头企业发力AI芯片以外，要想突破和超越美国同业的水平，还需要大量的创业公司，来丰富中国AI芯片产业的生态。可喜的是，国内已经有越来越多的资金和人才进入AI芯片这个市场。

　　正是因为百度做芯片最早，布局人工智能最深，它为国内AI芯片行业以及整个AI基础技术领域贡献了许多杰出人才。包括地平线机器人的创始人余凯在内，在整个AI产业领袖中，百度系几乎占据中国的半壁江山。

　　除了百度系人才外，中科院背景的寒武纪科技、清华大学出身的深鉴科技、上海交通大学背景的依图科技、香港大学孵化的商汤科技，这些高校背景的人工智能公司也在进入AI芯片市场。

　　另外我们也能看到国内有一些公司，比如上海兆芯、中星微电子、华为海思、科大讯飞(002230,股吧)等等，还有靠数字货币起家的比特大陆、嘉耘智能等等，都在AI芯片领域里面默默探索。

　　兄弟爬山，各自努力。国内AI芯片的创业环境，已经是史上最好——当然还会更好。从百度到中型公司再到诸多创业公司，这些公司都是中国AI芯片行业能够追上甚至超过世界先进水平的希望所在。

　　05

　　结语

　　AI芯片的应用场景极其丰富，包括智能安防、智能家居、消费电子、自动驾驶、云计算和智慧城市等等。正因为应用广泛，且涉及到国民经济诸多核心领域，中国迫切需要在这个方向上自主创新，实现进口替代。

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　　核心技术是国之重器。在最近中美贸易纠纷的背景之下，芯片问题尤其突出。我们希望中国的AI芯片公司能够发展起来，如果能在产业链某些环节上实现突破，和美国形成互补，整个行业的安全性就会大大提升。当今世界，合作大于竞争。我们可以看到，目前中国AI芯片行业，许多中国公司和外国公司合作、联盟，市场很大，空间广阔。发展AI芯片，这是时代赋予的机会，也是一整代中国科技人的历史使命。

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