【安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】人工智能(AI)芯片是支撐人工智能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，具有重要的戰(zhàn)略地位。目前人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，已經(jīng)基本形成了由芯片、數(shù)據(jù)、開發(fā)框架、算法、應(yīng)用組成的技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。人工智能運(yùn)算主要指以深度學(xué)習(xí)為代表的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，具有獨(dú)特的計(jì)算密集、存儲(chǔ)密集特點(diǎn)，對芯片性能提出了新的要求。為滿足需求，GPU、FPGA、ASIC等架構(gòu)芯片都面向人工智能計(jì)算進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，使得芯片能夠高效處理大量文本、視頻、圖片、語音等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，對人工智能運(yùn)算提供有力支持，具有較強(qiáng)的獨(dú)特性和基礎(chǔ)性，戰(zhàn)略地位凸顯。
AI芯片技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展
人工智能芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模高速增長。人工智能發(fā)展浪潮催生芯片市場新的增長點(diǎn)，人工智能芯片市場保持強(qiáng)勁增長能力，預(yù)計(jì)市場規(guī)模在2023年較2016年增長近13倍，由23.8億美元增至340億美元。我國人工智能芯片市場同樣發(fā)展良好，2019年我國人工智能芯片市場規(guī)模占整個(gè)人工智能市場規(guī)模的22%，占比較高，市場年平均增長率保持在40%以上，增長較快。
人工智能芯片處于技術(shù)與市場成熟前期。人工智能芯片相對其他計(jì)算機(jī)芯片明顯起步較晚，但得益于人工智能技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，目前人工智能芯片已經(jīng)處于技術(shù)與市場成熟前期。具體來說，在技術(shù)與產(chǎn)品方面，人工智能芯片實(shí)現(xiàn)了從通用向定制、專用方向演化，產(chǎn)品在云端、自動(dòng)駕駛、智慧安防、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等場景中均獲得了較好地應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)方面，當(dāng)前英偉達(dá)、華為海思、寒武紀(jì)、比特大陸等一批企業(yè)經(jīng)過前期積累，已經(jīng)逐漸將產(chǎn)品投入市場，并獲得了較好的反饋，人工智能芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟前期。
各企業(yè)圍繞自身優(yōu)勢迅速推出人工智能芯片產(chǎn)品，搶占市場先機(jī)。目前人工智能芯片產(chǎn)品主要涵蓋云端訓(xùn)練、云端推理、終端推理三個(gè)領(lǐng)域。在云端訓(xùn)練領(lǐng)域，模型訓(xùn)練需實(shí)現(xiàn)高性能、高精度、通用化的計(jì)算能力，英偉達(dá)憑借其GPU產(chǎn)業(yè)生態(tài)在云端訓(xùn)練市場占據(jù)優(yōu)勢，谷歌、英特爾研發(fā)ASIC芯片發(fā)起挑戰(zhàn)；在云端推理領(lǐng)域，高能效GPU、FPGA、ASIC成為各企業(yè)布局方案，谷歌、英特爾、賽靈思等廠商紛紛布局，未來市場格局未定；在終端推理領(lǐng)域，芯片需滿足低時(shí)延或低功耗等差異化場景需求，細(xì)分市場眾多，ASIC芯片逐漸成為主流路徑，圖像識別、語音識別是重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，參與者不僅包括高通、英特爾、英偉達(dá)等傳統(tǒng)芯片巨頭，也包括谷歌、海思、寒武紀(jì)、地平線等新進(jìn)入者。
AI芯片應(yīng)用創(chuàng)新活躍
目前人工智能芯片主要應(yīng)用于云端訓(xùn)練、云端推理、終端推理領(lǐng)域，在云計(jì)算、自動(dòng)駕駛、智能安防、智能手機(jī)等領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用，未來市場前景廣闊。
在云計(jì)算領(lǐng)域，GPU仍占據(jù)市場主流，但市場份額將逐漸下降。目前GPU因其通用性好、性能強(qiáng)、編程環(huán)境優(yōu)良、生態(tài)成熟等因素在云端訓(xùn)練市場占據(jù)主流，但GPU存在投資研發(fā)成本較高、生態(tài)構(gòu)建較難等問題，谷歌、微軟、華為、百度等國內(nèi)外科技公司開始嘗試布局云端專用芯片以提高效率、搶占市場。目前谷歌推出的ASIC架構(gòu)芯片TPU3.0算力達(dá)到90TELOPS，功耗僅為200W。未來像谷歌TPU3.0這樣能有效降低能耗、節(jié)約部署成本、提高開發(fā)易用性，并繼承GPU高性能、通用性強(qiáng)的可編程ASIC芯片及其配套開發(fā)平臺將成為云端AI芯片的發(fā)展趨勢。
在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，主控芯片算力需求持續(xù)增長，帶動(dòng)車載AI芯片市場進(jìn)一步擴(kuò)大。近年來車企紛紛將目光瞄向更高等級的自動(dòng)駕駛技術(shù)，高級別自動(dòng)駕駛滲透率逐步提升，自動(dòng)駕駛市場持續(xù)擴(kuò)大，自動(dòng)駕駛對車載芯片算力需求呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)MCU已經(jīng)難以勝任，高性能專用車載人工智能芯片迎來機(jī)會(huì)。在產(chǎn)品方面，英偉達(dá)、英特爾等公司近年先后針對高級自動(dòng)駕駛推出高算力(100TOPS以上)主控芯片，我國的華為MDC600、黑芝麻科技華山2號等芯片算力均達(dá)到100TOPS以上，均能滿足L3級別以上自動(dòng)駕駛需求。隨著汽車進(jìn)入L3級以上高級別自動(dòng)駕駛時(shí)代，分布式電子系統(tǒng)難以對大量、多元的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行高效融合處理，處理過程將依賴于CPU、GPU、FPGA等的協(xié)調(diào)合作。未來行業(yè)主流核心處理芯片將多采用SoC設(shè)計(jì)，集成GPU、AI加速器等人工智能計(jì)算處理單元。
智能安防領(lǐng)域需求為明確，技術(shù)商業(yè)落地快，市場容量大。安防市場是人工智能為確定的市場，以圖像識別和視頻處理為代表的人工智能應(yīng)用正在全面影響安防產(chǎn)業(yè)，其中人工智能芯片是核心支撐，安防人工智能芯片市場呈現(xiàn)出技術(shù)商業(yè)落地發(fā)展快，市場容量大的特點(diǎn)。智能安防產(chǎn)業(yè)參與者眾多、市場大、賽道長，各環(huán)節(jié)門檻較低，生態(tài)較為開放，我國已經(jīng)構(gòu)建起較為完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)都有國內(nèi)企業(yè)深度參與，其中海思已經(jīng)帶來了20余款I(lǐng)PC芯片，在IPC芯片市場一度占到國內(nèi)70%以上的份額。未來“云邊結(jié)合”對前端設(shè)備的計(jì)算能力提出了更高的要求，成本、效率、功耗是關(guān)鍵問題。
在智能手機(jī)領(lǐng)域，人工智能芯片為智能手機(jī)市場帶來變革。智能手機(jī)市場仍保持較高出貨量，為手機(jī)人工智能芯片帶來較大市場空間，同時(shí)人工智能芯片應(yīng)用也為智能手機(jī)市場帶來新的增長空間。未來搭載人工智能芯片的智能手機(jī)出貨量占比將持續(xù)提升，國產(chǎn)手機(jī)廠商迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)智能手機(jī)雖然可以運(yùn)行人工智能應(yīng)用，但在流暢度和能耗方面不能滿足用戶更高層次的需求，打造一款被市場認(rèn)可的AI手機(jī)，成為手機(jī)廠商下一輪競逐的方向，高通、蘋果、華為等巨頭廠商在其中扮演了者的角色，分別推出驍龍855、A13、麒麟990等處理器，積極推動(dòng)AI手機(jī)落地。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展需打牢根基
現(xiàn)階段，我國人工智能應(yīng)用市場規(guī)模龐大，智能終端、智能安防、自動(dòng)駕駛等智能應(yīng)用日漸深入生活，人工智能產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系處于加速完備階段，為以人工智能芯片為代表的人工智能基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大的發(fā)展空間。
但我們也要看到，我國芯片技術(shù)發(fā)展長期落后于海外，產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)不完善，在制造、封測、EDA軟件等領(lǐng)域需求和短板明顯，使我國在發(fā)展人工智能芯片產(chǎn)業(yè)時(shí)，出現(xiàn)上游底層技術(shù)嚴(yán)重依賴海外的情況。
未來，我國在發(fā)展布局物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)時(shí)，應(yīng)吸取教訓(xùn)，提前布局、研發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的通信、計(jì)算芯片等底層技術(shù)，遵循行業(yè)客觀發(fā)展規(guī)律，確保長期穩(wěn)定投入，打牢產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
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