中國芯任重道遠,人工智能芯片市場未來可期

近年來,隨著成本低廉的大規模並行計算、大數據、深度學習算法、AI芯片4大催化劑的齊備,人工智能的發展迎來拐點。其中最難突破的一環是AI芯片,因其巨大的潛能,各路人馬也紛紛搶灘AI芯片市場,我國也不例外。

AI芯片之爭,國產自主芯片突圍

AI芯片是指搭載著人工智能深度學習框架的芯片,相較於一般的芯片能實現計算的快速運行,常常作為計算加速器而存在。國內AI產業經過了前期的資本和技術積累,現在正駛入快車道。隨著海量數據的增長以及算法不斷的優化,對AI算力的需求進一步提速,驅動AI芯片需求的上升。

相比於傳統 IT 產業,我國人工智能產業從發展初期就開始建立全面自主可控體系,為AI芯片的發展奠定基礎。AI芯片屬於處理器芯片。縱觀處理器芯片市場,通用處理器芯片如CPU、GPU的芯片的壁壘極高,我國仍未實現突破,且通用處理器領域已經發展成熟,目前市場由國際巨頭高度壟斷,後來者難以競爭。而AI芯片是全新的市場,進入者有後發先至的可能。

寒武紀的產品主要屬於ASIC 神經網絡處理器,從硬件方向對神經網絡結構進行模擬,是高度定製化的智能計算芯片。與CPU和GPU相比,計算性能提高達百倍;較FPGA有性能和功耗比的優勢。ASIC是為實現特定要求而定製的芯片,具有功耗低、可靠性高、性能高、體積小等優點,但是由於成本過高,因而應用仍較為侷限,GPU目前是主流方案。

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儘管是新興市場,但AI芯片市場已出現較為激烈的競爭。傳統芯片設計企業依然是主力玩家,包括英偉達、英特爾、AMD、高通、三星、恩智浦、博通、華為海思、聯發科、Marvell(美滿)、賽靈思等芯片巨頭。這些傳統巨頭具有豐富的設計經驗,在對硬件的理解上更有優勢。另外,ASIC芯片領域的後起之秀也發展迅速,包括谷歌、比特大陸、Groq、Wave Computing等。

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中國芯片行業發展機遇與挑戰並存

眾所周知,芯片產業是整個信息產業的核心部件和基石,也是國家信息安全的最後一道屏障,中興事件的發生更令社會各界認識到芯片核心科技自主性的重要程度。

近日,有機構發佈相關報告指出,芯片製造大致有5個主要環節,生產流程是以電路設計為主導,由芯片設計公司設計出芯片,然後委託芯片製造廠生產晶圓,再委託封裝廠進行芯片封裝、測試。在核心技術仍被歐美等發達國家控制的情況下,中國自主芯片的發展之路仍困難重重,但表現也不乏亮點:

亮點一:產業鏈下游封裝測試

我國封測產業高端化發展,通過內生髮展併購,實現技術上完成國產替代,是產業中最具競爭力環節。基於我國在成本以及貼近消費市場等方面的優勢,近年來全球半導體廠商紛紛將封測廠轉移到中國,國內封測產業已經具備規模和技術基礎,與業內領先企業技術差距逐漸縮小,基本已掌握最先進的技術,當前國內封測產業呈現外商獨資、中外合資和內資三足鼎立的局面,長電科技、華天科技、通富微電等內資企業已進入全球封測企業前20名,並通過海外收購或兼併重組等方式不斷參與到國際競爭中,先進封裝產能得到大幅提升。

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亮點二:產業鏈上游芯片設計

IP(知識產權)依賴度仍較高,但自主芯片設計近年來實現快速發展。芯片是電子信息產業的基石,而芯片設計作為芯片產業鏈上游,是最具創新的重要環節,具有高投入、高風險、高產出的特點。近年來我國芯片設計領域異軍突起,根據相關數據統計,截至2017年,中國芯片銷售額為5412億元,同比增長23.1%。其中,設計環節貢獻同比增長26%,銷售額為2074億元,是三個細分領域裡增長最快的。

我國目前芯片設計主要服務於通信領域,通信芯片銷售額佔2018年芯片設計總銷售額近50%,同比增速45%,在中國的十大芯片設計公司中,四家分佈在珠三角,三家分佈在長三角,京津冀地區擁有其餘三家。

中國芯片行業發展困境分析

關於面臨的困境,最關鍵是產業鏈中游芯片製造。晶圓製造是規模經濟,具有投資大、回報慢的特點,我國與國際技術水平差距較大,發展存在天然門檻。相較於芯片產業鏈中設計業不斷利好政策出臺,晶圓製造環節由於資本支出高、回報週期長受到忽視,導致市場佔有率不斷下滑,與國際先進水平差距不斷拉大。

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