始于2015年的AI芯片熱潮，落地戰已經打響 | CCF-GAIR 2019

2012年，被稱為深度學習鼻祖的杰夫·辛頓（Geoffrey Everest Hinton）在NIPS上發布文章介紹了通過訓練大型深度卷積神經網絡把ILSVRC訓練集中的圖像進行分類實現了誤差率的大幅降低，這也被認為是這一輪AI熱潮的開始。隨后，深度神經網絡日益流行，許多優秀的變體相繼出現，如AlexNet、GoogLeNet、VGG Net、ResNet。

當然，深度神經網絡的流行離不開算力的支持。由于深度神經網絡中的絕大多數運算都是矩陣運算，擅長并行運算的GPU非常適合深度學習。英偉達迅速抓住機會，2016年推出了第一款專為深度學習優化的Pascal GPU，這也讓英偉達成為了獲益最多的AI芯片公司。

其實，在英偉達推出專為深度學習優化的GPU前，2015年開始AI芯片相關的研究就逐漸成為了學術界和工業界的熱點，地平線、耐能、深鑒科技、探境科技、北京清微電子等AI芯片初創公司相繼成立。云天勵飛、比特大陸、杭州國芯、瑞芯微等則是2015年之前成立的AI芯片公司。

不過，2015年只是AI芯片熱潮的開始。

AI芯片熱潮遇上資本寒冬與行業衰退

在AI的熱潮里，英偉達、英特爾收獲更多AI芯片訂單的同時也加大了對于AI的投入。同樣值得關注的是，以軟件見長的互聯網巨頭們也紛紛進軍AI芯片領域，包括谷歌、Facebook、亞馬遜、阿里、百度。

除了巨頭，資本也在推動AI芯片的熱潮。2018年5月開始，探境科技、云知聲、耐能、思必馳、寒武紀相繼宣布新一輪融資的消息。2019年春節期間，報道稱Adobe集團正在考慮是否打造自有的芯片。2月底，地平線公告完成近6億美金的B輪融資，投后估值達30億美金。

資本的助推以及頭部企業的入局引發了一些人對AI芯片市場過熱的擔憂，不過業內人士看法不一。今年1月地平線聯合創始人、算法副總裁黃暢接受雷鋒網采訪時表示，AI芯片在2018年的火熱程度確實沒有預料到。

華登國際副總裁蘇東年初接受采訪時表示AI芯片還不算過熱，未來會不會過熱或者說產生泡沫最關鍵的是AI芯片的應用能否落地，能夠落地就不會過熱。在資本寒冬，投資機構為了安全考慮，還是投資頭部企業。對于非頭部企業，由于投資者對投資標的的要求會更高，更加聚焦產品落地能較快實現正向現金流才更容易進行下一輪融資。

不過，從2018年下半年開始的資本寒冬給AI芯片初創公司的芯片落地增加了不少壓力。國際半導體產業協會（SEMI）此前下調了2019年全球半導體設備展望，預計全年產值將比去年衰退9%，終止2016年以來連續三年的增長走勢。

多家分析機構的最新的數據也表明了今年半導體市場面臨的挑戰。5 月7 日，IHS Markit指出，全球半導體市況在今年初呈現迅速惡化，預估全球半導體市場銷售額將年減7.4% 至4462 億美元，可能會創下將創下2009 年（注：當年下跌將近11%）以來最大衰退幅度。5月15日，IDC最新報告指出，半導體行業正努力應對智能手機銷售放緩以及中國需求疲軟的局面，全球半導體收入在連續三年增長后，預計在2019年將減少7.2%。

AI芯片的落地戰已經打響

在嚴峻的市場背景之下，特別是新一輪AI熱潮已經持續了四年的情況下，AI芯片的落地顯得尤為重要。蘇東看好AI芯片在無人駕駛和安防的落地，他表示：“2019年安防領域會有更多的應用，無論是使用海思的芯片還是做相關算法公司的芯片，可以預見會有更多的落地應用。無人駕駛也是AI芯片一個比較好的落地場景，但無人駕駛屬于汽車的前裝市場，周期會相對長一些。”

黃暢認為，新的殺手級應用可能來自智能駕駛以及智能IoT場景。據悉，地平線早在3年多前便開始投入AI芯片研發，目前第一代AI芯片已經開始大規模商業化。在智能駕駛領域，地平線已經和全球四大汽車市場Tier1s和OEMs建立了合作關系。

擁有算法和行業應用優勢的觸景無限將掌握核心芯片技術作為下一步戰略，在推進安防行業前端智能感知產品盾悟智能盒/分析主機及打造落地解決方案的同時，逐步加大對芯片的投資。2018年6月，觸景無限注資物聯網芯片設計公司Inspirit IoT，組建感知芯片戰略聯盟，開展戰略性合作。Inspirit IoT提出一種高于目前業界十倍壓縮比的優化方法，將極大地提高FPGA使用效率，這套方法也將在觸景無限芯片計劃中對FPGA的應用起到重要作用。另外，觸景無限也即將攜手國內知名芯片企業，共同打造新一代人工智能感知芯片（SOC），為下一代人工智能感知領域提供端到端的全方位解決方案。

已經有現象級產品云天“深目”動態人像識別系統的云天勵飛也在去年10月流片了具有自主知識產權的DeepEye1000 嵌入式視覺AI芯片，能夠提供處理器級別的指令集靈活性，軟件可編程，能廣泛用于攝像頭、機器人、無人機，以及智慧城市、智慧社區、智能制造、新零售等AI邊緣計算場景。據云天勵飛副總裁李愛軍介紹，這款AI芯片將在2019年正式商用。

探境科技創始人兼CEO魯勇此前接受采訪時表示，之前技術沒有達到一個相對理想的狀態，成本也沒有下降到適合普及的程度，而2019年技術和成本都會迎來拐點。基于用戶對智能家居越來越高的接受度，2019年智能家居也會快速普及，也將帶動AI芯片的落地。

近日，耐能創始人兼CEO劉俊誠接受采訪時也表示：“AI芯片的競爭已經到了應用落地的競爭。”

芯片是一個長周期的產品，四年之后，我們看到初創公司們的芯片已經陸續流片，這也表明AI芯片的落地戰已經打響。

AI芯片成功落地的關鍵

對于AI芯片初創公司而言，投入巨資以及花費幾年時間研發的AI芯片能否獲得客戶的青睞，能夠持續迭代產生營收是公司生存的關鍵。

對于巨頭而言，AI芯片的實力將決定他們能否繼續引領AI革命。英特爾作為芯片霸主，雖然其CPU在AI時代的優勢不如GPU明顯，但他們正在通過創新以及研發獨立GPU增強AI的實力。

在上月的2019英特爾中國媒體紛享會上，英特爾中國研究院院長宋繼強指出，任何單一的因素，都不足以滿足多元化的計算需求。面向未來，英特爾全方位推動計算創新，引領“超異構計算”時代。

他透露，英特爾將架構創新作為未來十年創新的主要驅動力，繼續帶來指數級的擴展效應。這里所說的架構，不單單是指CPU內核的設計，也涵蓋了整個計算產品從硬件到軟件的所有構成。這是因為，軟新的硬件通過軟件的優化，通常能夠實現一百倍以上的加速，更好的滿足AI的計算需求。比如，Skylake通過軟硬件集合優化以后，AI推理性能可以提高275倍。

架構創新的其中一個關鍵就是突破馮諾依曼架構的限制。在AI 芯片實現中，基于馮·諾伊曼體系結構，提供運算能力相對簡單易行，但由于運算部件和存儲部件存在速度差異，當運算能力達到一定程度，由于訪問存儲器的速度無法跟上運算部件消耗數據的速度，再增加運算部件也無法得到充分利用，即形成所謂的“內存墻”問題。

目前，也有不少初創公司和團隊在進行架構上進行創新，使用的方法包括可重構、可重組、存算一體、存儲優先等。

當然，技術領先性只是AI芯片落地的關鍵之一，一款AI芯片性能再好，技術再領先，不能得到用戶的青睞也無法成功，而這其中又涉及到切入的領域、商業模式、市場環境等因素的影響。

2019年7月13日，由中國計算機學會主辦，雷鋒網、香港中文大學（深圳）聯合承辦的CCF-GAIR全球人工智能與機器人峰會，將開設“AI芯片”專場，以“資本寒冬下突破AI芯片落地的難題”為主題，邀請業內知名學者、AI芯片代表企業分享他們對于AI芯片架構未來的演進方向的看法，以及具備技術優勢的AI芯片如何選擇合適的應用領域更好地落地的獨到見解。

目前，英特爾的芯片專家、地平線聯合創始人、算法副總裁黃暢、云天勵飛副總裁李愛軍、觸景無限聯合創始人兼CEO肖洪波已經確認出席AI芯片論壇并發表演講。上一屆AI芯片專場的學術大咖中國半導體行業協會IC設計分會理事長、清華大學微電子所所長魏少軍教授也即將確認出席。

RISC-V作為目前備受關注的新的指令集架構，在IoT和AI領域也非常有潛力，此次的AI芯片專場上，中科院計算所研究員、先進計算機系統研究中心主任、中國開放指令生態（RISC-V）聯盟秘書長包云崗博士也會分享RISC-V指令集架構的優勢以及在AI和IoT時代的機會。（雷鋒網）

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