人工智能的發(fā)展在推進(jìn)，芯片的生產(chǎn)和應(yīng)用速度也在增快，現(xiàn)在因?yàn)樯疃葘W(xué)習(xí)產(chǎn)生的需求，主要是通過芯片的技術(shù)層次研究來實(shí)現(xiàn)。

人工智能下的芯片新需求

在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用沒有大規(guī)模興起之時(shí)，使用這類已有的通用芯片可以避免專門研發(fā)定制芯片(ASIC)的高投入和高風(fēng)險(xiǎn)。但是，由于這類通用芯片設(shè)計(jì)初衷并非專門針對深度學(xué)習(xí)，因而存在性能、功耗等方面的瓶頸。隨著人工智能應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，這類問題將日益突出。

正如CPU改變了當(dāng)年龐大的計(jì)算機(jī)一樣，人工智能ASIC芯片也將大幅改變?nèi)缃馎I硬件設(shè)備的面貌。如大名鼎鼎的AlphaGo使用了約170個(gè)圖形處理器(GPU)和1200 個(gè)中央處理器(CPU)，這些設(shè)備需要占用一個(gè)機(jī)房，還要配備大功率的空調(diào)，以及多名專家進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。而如果全部使用專用芯片，非常可能只需要一個(gè)盒子大小，且功耗也會(huì)大幅降低。

在芯片需求還未成規(guī)模、深度學(xué)習(xí)算法暫未穩(wěn)定需要不斷迭代改進(jìn)的情況下，利用具備可重構(gòu)特性的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)半定制的人工智能芯片是理想選擇。隨著人工智能算法和應(yīng)用技術(shù)的日益發(fā)展，以及人工智能專用芯片ASIC產(chǎn)業(yè)環(huán)境的逐漸成熟，人工智能下ASIC將成為人工智能計(jì)算芯片發(fā)展的必然趨勢。

數(shù)字貨幣挖礦產(chǎn)業(yè)也屬于芯片市場

數(shù)字貨幣挖礦產(chǎn)業(yè)在全球形成了價(jià)值近200億元的市場。這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)本質(zhì)上屬于芯片市場。挖礦的實(shí)質(zhì)就是比拼礦機(jī)公司研發(fā)的芯片算力。

礦機(jī)芯片由于軟件應(yīng)用單一，在短時(shí)間內(nèi)快速走過了迭代進(jìn)化歷程——從CPU到GPU、FPGA，再到ASIC(專用集成電路)芯片。作為全球排名第一和第二的礦機(jī)公司巨頭，比特大陸和嘉楠耘智應(yīng)用成熟的ASIC芯片技術(shù)，在礦機(jī)芯片領(lǐng)域壟斷了近90%的全球市場。這是全球芯片行業(yè)中，鮮有的被中國公司壟斷的細(xì)分市場。

中國芯片在設(shè)計(jì)、制造、封測三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均落后于世界先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域甚至跟發(fā)達(dá)國家有10年-20年的差距。這讓中國的芯片領(lǐng)域過分依賴進(jìn)口貿(mào)易。全球調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights在2016年公布了全球半導(dǎo)體20強(qiáng)，前20位中沒有中國公司上榜。

但這一情形在2017年有所改變。IC Insights2017年公布的全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司(按銷售收入)，國內(nèi)有兩家企業(yè)進(jìn)入前十名：華為海思和紫光集團(tuán)分別以47.15億美元和20.50億美元的收入分居第7位和第10位。由于專利積累、軟件生態(tài)配套不足等原因，中國在已經(jīng)落后的傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域想要追趕領(lǐng)先者頗為困難。而在沒有太多歷史包袱、有新技術(shù)突破的芯片領(lǐng)域，中國跟其他國家站在同一起跑線上，有機(jī)會(huì)占據(jù)領(lǐng)先位置。

ASIC是國內(nèi)芯片的新機(jī)遇

近幾年，中芯國際、華為海思等中國企業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)在半導(dǎo)體芯片市場開始有了一席之地。但一直以來，受制于高端芯片技術(shù)的封鎖，一直沒有找到一個(gè)突破桎梏的契機(jī)。 區(qū)塊鏈行業(yè)的泡沫逐漸回歸理性的階段，ASIC芯片在諸多大牌廠商明星產(chǎn)品面前顯得渺小的多，這就需要另尋他地，對于國內(nèi)的諸多芯片企業(yè)來說也是一個(gè)不可多得的機(jī)遇。

從2014年到2017年，中芯國際的年?duì)I業(yè)收入從19.7億美元增長到31.01美元。從負(fù)增長到最高30.32%的增長率，中芯國際只用了兩年。但在2017年，中芯國際的營收增長率下滑至6.42%，這側(cè)面說明了中芯國際也存在成長力不足的情況。步入2018年，在國家隊(duì)注資入場后，中芯國際上半年的營業(yè)收入達(dá)到17.22億美元，同比增長11.49%。預(yù)期中芯國際的下半年?duì)I收會(huì)比上半年有更強(qiáng)勁的增長，大概率今年?duì)I業(yè)收入增長率會(huì)超過2017年。

中國芯片在設(shè)計(jì)、制造、封測三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均落后于世界先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域甚至跟發(fā)達(dá)國家有10年-20年的差距。這讓中國的芯片領(lǐng)域過分依賴進(jìn)口貿(mào)易。全球調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights在2016年公布了全球半導(dǎo)體20強(qiáng)，前20位中沒有中國公司上榜。

由于專利積累、軟件生態(tài)配套不足等原因，中國在已經(jīng)落后的傳統(tǒng)芯片領(lǐng)域想要追趕領(lǐng)先者頗為困難。而在沒有太多歷史包袱、有新技術(shù)突破的芯片領(lǐng)域，中國跟其他國家站在同一起跑線上，有機(jī)會(huì)占據(jù)領(lǐng)先位置。現(xiàn)階段，中國彎道超車的希望存在于人工智能(AI)芯片領(lǐng)域。

谷歌和英偉達(dá)公司是人工智能處理領(lǐng)域的兩大巨頭，但英偉達(dá)主要專注于GPU。人工智能領(lǐng)域的ASIC專用芯片仍是一片藍(lán)海，尚未出現(xiàn)足以壟斷市場的巨頭公司。

在AI領(lǐng)域?qū)Ｓ眯酒斯雀瑁邪l(fā)者大多為充滿活力的新興公司，其中活躍著不少中國公司，如寒武紀(jì)、地平線等。AI芯片上可以說是美國第一，中國第二。目前人工智能芯片正在重演礦機(jī)芯片的演化路徑——從CPU/GPU/FPGA到ASIC專用芯片。而國內(nèi)企業(yè)也有機(jī)會(huì)將成熟的ASIC芯片技術(shù)拓展到人工智能領(lǐng)域。

在AI芯片市場，現(xiàn)在的國際市場還未形成市場定局，國內(nèi)通過在AI芯片的研究能夠成為新的市場突破點(diǎn)，提高中國芯片市場在國際市場的話語權(quán)。