中國(guó)智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析 中國(guó)的外資企業(yè)們應(yīng)積極投身中國(guó)的人工智能發(fā)展大潮之中【圖】

    隨著人工智能受到媒體和資本的熱捧，近來(lái)國(guó)內(nèi)外各路豪杰紛紛推出自己的人工智能芯片，在PC行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始逐年衰退，智能手機(jī)行業(yè)也隨著市場(chǎng)的逐漸飽和進(jìn)入瓶頸期的情況下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域被認(rèn)為是下一個(gè)風(fēng)口。其中，人工智能無(wú)疑是最受媒體和資本熱捧的寵兒。同時(shí)，國(guó)外大廠紛紛推出了自己的人工智能芯片。

    伴隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，計(jì)算能力的提升，人工智能近兩年迎來(lái)了新一輪的爆發(fā)。而人工智能的實(shí)現(xiàn)依賴三個(gè)要素：算法是核心，硬件和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，其中硬件指的是運(yùn)行AI算法的芯片與相對(duì)應(yīng)的計(jì)算平臺(tái)。芯片就是硬件的最重要組成部分。包括兩個(gè)計(jì)算過(guò)程：1、訓(xùn)練；2、執(zhí)行。

    一、全球智能芯片市場(chǎng)規(guī)模分析

    2017年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到44.7億美金，隨著包括谷歌、臉書(shū)、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼入局，預(yù)計(jì)到2018年將達(dá)到57億美金，2020年有望突破百億大關(guān)，增長(zhǎng)迅猛，發(fā)展空間巨大。

2016-2018年全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率走勢(shì)

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2018-2024年中國(guó)人工智能行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》

    從目前主要的幾個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)芯片平臺(tái)來(lái)看，首先是GPU，GPU的計(jì)算能力要比CPU高很多倍。從全部GPU市場(chǎng)來(lái)看，英特爾目前占了71%，英偉達(dá)占了16%，AMD占了13%。但從分立式GPU市場(chǎng)來(lái)看，英偉達(dá)占了71%，AMD占了29%。因此英偉達(dá)在分立式GPU市場(chǎng)產(chǎn)品中占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的人工智能訓(xùn)練。

人工智能芯片GPU競(jìng)爭(zhēng)格局

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人工智能芯片分立式GPU競(jìng)爭(zhēng)格局

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    就目前人工智能主要發(fā)展方向來(lái)看，可投資的垂直細(xì)分領(lǐng)域主要包括，機(jī)器人芯片研發(fā)、智能視覺(jué)、自然語(yǔ)言理解和開(kāi)放知識(shí)圖譜、人工智能教育、圍棋AI、機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人系統(tǒng)方案、體感人機(jī)交互、智能投顧、智能視覺(jué)等。而所有細(xì)分領(lǐng)域中，核心專(zhuān)用芯片是人工智能時(shí)代的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

    人們?cè)絹?lái)越看好人工智能的前景及其潛在的爆發(fā)力，而能否發(fā)展出具有超高運(yùn)算能力且符合市場(chǎng)的芯片成為人工智能平臺(tái)的關(guān)鍵一役。目前市場(chǎng)上英偉達(dá)保持著絕對(duì)的領(lǐng)先地位。但隨著包括谷歌、臉書(shū)、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼加入決戰(zhàn)，人工智能領(lǐng)域未來(lái)的格局如何，仍然待解。

    二、中國(guó)人工智能芯片行業(yè)發(fā)展分析

    1、中國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模分析

    目前，我國(guó)的人工智能芯片行業(yè)發(fā)展尚處于起步階段。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，計(jì)算能力的提升，人工智能近兩年迎來(lái)了新一輪的爆發(fā)。

    數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到33.3億元，同比增長(zhǎng)75%；預(yù)計(jì)2018年市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步增長(zhǎng)，達(dá)到45.6億元。

2016-2020年中國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率走勢(shì)

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    2017年中國(guó)人工智能投資事件數(shù)達(dá)到353次，與2016年的379次，下降了6.86%。在投資金額方面，2017年投資金額為582億元，與2016年相比增長(zhǎng)65.34%。2017年中國(guó)人工智能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到152.1億元，增長(zhǎng)率達(dá)到51.2%。隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟，科技、制造業(yè)等業(yè)界巨頭布局的深入，應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展，預(yù)計(jì)2018年中國(guó)人工智能市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億元大關(guān)，達(dá)到238.2億元，增長(zhǎng)率達(dá)到56.6%。

2013-2017年中國(guó)人工智能領(lǐng)域投資時(shí)間數(shù)量及同比增長(zhǎng)走勢(shì)

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2013-2017年中國(guó)人工智能市場(chǎng)規(guī)模及同比增長(zhǎng)走勢(shì)

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    2、人工智能市場(chǎng)需求及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情況分析

    人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)人工智能與電子終端和垂直行業(yè)加速融合，涌現(xiàn)出了智能家居、智能汽車(chē)、可穿戴設(shè)備、智能機(jī)器人等一批人工智能產(chǎn)品，并正在全面重塑家電、機(jī)器人、醫(yī)療、教育、金融、農(nóng)業(yè)等行業(yè)。

    數(shù)據(jù)顯示，目標(biāo)行業(yè)市場(chǎng)中AI+占比40%，其次是智能機(jī)器人、智能駕駛、無(wú)人機(jī)。隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟，科技、制造業(yè)等業(yè)界巨頭布局的深入，應(yīng)用場(chǎng)景不斷擴(kuò)展，對(duì)智能芯片的需求也將增加。

中國(guó)人工智能企業(yè)行業(yè)分布情況

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    1.百度

    百度（納斯達(dá)克：BIDU），全球最大的中文搜索引擎、最大的中文網(wǎng)站。2018年第一季度財(cái)報(bào)，百度一季度營(yíng)收33.3億美元，市場(chǎng)預(yù)期32.0億美元。百度第一季總營(yíng)收猛增31%，33.3億美元。歸屬百度的凈利潤(rùn)增至11億美元，同比增長(zhǎng)277%。

2017-2018年百度營(yíng)業(yè)收入及凈利潤(rùn)走勢(shì)

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    2、景嘉微

    景嘉微成立于2006年4月，2016年3月，景嘉微在深圳證券交易所掛牌上市，股票代碼:300474。專(zhuān)業(yè)從事加固電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、集成電路設(shè)計(jì)及相關(guān)的軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于高可靠性要求的航空、航天、航海、車(chē)載、工控等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。2018年一季度財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，第一季度營(yíng)業(yè)總收入達(dá)到0.61億元，凈利潤(rùn)為0.14億元。

2017-2018年景嘉微營(yíng)業(yè)收入及凈利潤(rùn)走勢(shì)

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    3、寒武紀(jì)

    寒武紀(jì)是全球智能芯片領(lǐng)域的先行者，宗旨是打造各類(lèi)智能云服務(wù)器、智能終端以及智能機(jī)器人的核心處理器芯片。寒武紀(jì)是全球第一個(gè)成功流片并擁有成熟產(chǎn)品的智能芯片公司，擁有終端和服務(wù)器兩條產(chǎn)品線。2016年推出的寒武紀(jì)1A處理器（Cambricon-1A）是世界首款商用深度學(xué)習(xí)專(zhuān)用處理器，面向智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、無(wú)人機(jī)和智能駕駛等各類(lèi)終端設(shè)備

    4、MLU100

    MLU100是寒武紀(jì)科技推出的第一款智能處理板卡產(chǎn)品，搭載了MLU100芯片，為云端推理提供強(qiáng)大的運(yùn)算能力支撐。與傳統(tǒng)架構(gòu)處理器相比，MLU100在處理人工智能任務(wù)時(shí)可獲得巨大的性能功耗比提升，是真正適合人工智能的處理器。支持被動(dòng)或主動(dòng)兩種散熱方式，典型功耗為80W。MLU100智能處理卡支持最高32GB的DDR4內(nèi)存容量，并具備ECC數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能。

    5、地平線

    地平線具有世界領(lǐng)先的深度學(xué)習(xí)和決策推理算法開(kāi)發(fā)能力，將算法集成在高性能、低功耗、低成本的嵌入式人工智能處理器及軟硬件平臺(tái)上。

    基于創(chuàng)新的人工智能專(zhuān)用處理器架構(gòu)BPU（BrainProcessingUnit)，地平線自主設(shè)計(jì)研發(fā)了中國(guó)首款全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能視覺(jué)芯片——面向智能駕駛的征程(Journey)系列處理器和面向智能攝像頭的旭日(Sunrise)系列處理器，并向行業(yè)客戶提供“芯片+算法+云”的完整解決。地平線擁有兩款智能芯片，分別為旭日1.0處理器、征程1.0處理器。

    旭日1.0處理器面向智能攝像頭，具備在前端實(shí)現(xiàn)大規(guī)模人臉檢測(cè)跟蹤、視頻結(jié)構(gòu)化的處理能力,可廣泛用于智能城市、智能商業(yè)等場(chǎng)景。

    征程1.0處理器面向自動(dòng)駕駛，可同時(shí)對(duì)行人、機(jī)動(dòng)車(chē)、非機(jī)動(dòng)車(chē)、車(chē)道線、交通標(biāo)識(shí)牌、紅綠燈等多類(lèi)目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)FCW/LDW/JACC等高級(jí)別輔助駕駛功能。

    6、JM5400

    JM5400是景嘉微電子推出的國(guó)內(nèi)首款具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能圖形處理芯片，采用全新的架構(gòu)設(shè)計(jì)，于2014年5月流片成功?？蓮V泛應(yīng)用于有高可靠性要求的圖形生成及顯示等領(lǐng)域，滿足機(jī)載、艦載、車(chē)載環(huán)境下圖形系統(tǒng)的功能與性能要求，全面替代M9、M54、M72、M96、IMX6等國(guó)外芯片。

    7、深鑒科技

    深鑒科技是一家清華大學(xué)孵化的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，致力于成為國(guó)際先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)加速方案提供者。提供基于原創(chuàng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度壓縮技術(shù)和DPU平臺(tái)，為深度學(xué)習(xí)提供端到端的解決方案。深鑒科技的DPU深度學(xué)習(xí)加速產(chǎn)品解決方案目前已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于安防、數(shù)據(jù)等行業(yè)。

    三、人工智能行業(yè)發(fā)展前景分析

    芯片的地位因此再度提升，競(jìng)爭(zhēng)隨之加劇。在這場(chǎng)事關(guān)新的計(jì)算時(shí)代基礎(chǔ)架構(gòu)和未來(lái)生態(tài)戰(zhàn)略布局中，全球IT巨頭、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司全被卷入，中國(guó)也已加速入局。先從三大技術(shù)來(lái)分析智能芯片行業(yè)發(fā)展前景。

    1、DPU

    智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析，GPU使用SIMD(單指令多數(shù)據(jù)流)來(lái)讓多個(gè)執(zhí)行單元以同樣的步伐來(lái)處理不同的數(shù)據(jù)，原本用于處理圖像數(shù)據(jù)，但其離散化和分布式的特征，以及用矩陣運(yùn)算替代布爾運(yùn)算適合處理深度學(xué)習(xí)所需要的非線性離散數(shù)據(jù)。作為加速器的使用，可以實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法。

    GPU由并行計(jì)算單元和控制單元以及存儲(chǔ)單元構(gòu)成GPU擁有大量的核(多達(dá)幾千個(gè)核)和大量的高速內(nèi)存，擅長(zhǎng)做類(lèi)似圖像處理的并行計(jì)算，以矩陣的分布式形式來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算。同CPU不同的是，GPU的計(jì)算單元明顯增多，特別適合大規(guī)模并行計(jì)算。

    2、FPGA

    智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析，F(xiàn)PGA是用于解決專(zhuān)用集成電路的一種方案。專(zhuān)用集成電路是為特定用戶或特定電子系統(tǒng)制作的集成電路。人工智能算法所需要的復(fù)雜并行電路的設(shè)計(jì)思路適合用FPGA實(shí)現(xiàn)。FPGA計(jì)算芯片布滿“邏輯單元陣列”，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊，輸入輸出模塊和內(nèi)部連線三個(gè)部分，相互之間既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的獨(dú)立基本邏輯單元。

    FPGA相對(duì)于CPU與GPU有明顯的能耗優(yōu)勢(shì)，主要有兩個(gè)原因。首先，在FPGA中沒(méi)有取指令與指令譯碼操作，在Intel的CPU里面，由于使用的是CISC架構(gòu)，僅僅譯碼就占整個(gè)芯片能耗的50%;在GPU里面，取指令與譯碼也消耗了10%～20%的能耗。其次，F(xiàn)PGA的主頻比CPU與GPU低很多，通常CPU與GPU都在1GHz到3GHz之間，而FPGA的主頻一般在500MHz以下。如此大的頻率差使得FPGA消耗的能耗遠(yuǎn)低于CPU與GPU。

    3、ASIC

    智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析，ASIC(專(zhuān)用定制芯片)是為實(shí)現(xiàn)特定要求而定制的芯片，具有功耗低、可靠性高、性能高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但不可編程，可擴(kuò)展性不及FPGA，尤其適合高性能/低功耗的移動(dòng)端。

    目前，VPU和TPU都是基于ASIC架構(gòu)的設(shè)計(jì)。針對(duì)圖像和語(yǔ)音這兩方面的人工智能定制芯片，目前主要有專(zhuān)用于圖像處理的VPU，以及針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別的FAGA和TPU芯片。

    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(guó)家都站在了同一條起跑線上。而中國(guó)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)。智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析，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(chǎng)景的本土化，也必將進(jìn)一步助力中國(guó)本地芯片公司的崛起。而作為扎根中國(guó)的外資企業(yè)們，也應(yīng)積極投身中國(guó)的人工智能發(fā)展大潮之中，在技術(shù)、市場(chǎng)和人才等方面和本土公司開(kāi)展共贏合作，共同助力中國(guó)人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。