（圖片來(lái)源：File Photo）
互聯(lián)網(wǎng)巨頭們正開啟“造芯”時(shí)代。
近日，據(jù)路透社報(bào)道，字節(jié)跳動(dòng)正自研云端人工智能（AI）芯片和Arm服務(wù)器芯片，該公司已在內(nèi)部成立了一個(gè)AI芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)；而百度近日也宣布旗下AI芯片部門“昆侖”完成獨(dú)立融資，投后估值達(dá)130億元人民幣；騰訊則被曝有一個(gè)大概50人規(guī)模的團(tuán)隊(duì)正研發(fā)設(shè)計(jì)芯片產(chǎn)品，其自研的AI芯片也已流片。
據(jù)鈦媒體App的統(tǒng)計(jì)，在市值排名前二十的中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)巨頭中，除了拼多多、貝殼、好未來(lái)、新東方等零星幾家企業(yè)沒(méi)有在芯片產(chǎn)業(yè)入局之外，超過(guò)75%的中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)均在芯片上有跨界動(dòng)作。
這樣的現(xiàn)象并非中國(guó)所獨(dú)有。全球互聯(lián)網(wǎng)巨頭如蘋果、谷歌、亞馬遜、微軟，也已經(jīng)紛紛加入“造芯”行列。那么，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?yōu)楹我?ldquo;造芯”？
事實(shí)上，作為實(shí)現(xiàn)AI技術(shù)創(chuàng)新的核心載體，芯片的重要性自然是不言而喻的。海量的數(shù)據(jù)提升，豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，AI以及云基礎(chǔ)技術(shù)能力大增，這些都是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深入芯片行業(yè)的重要驅(qū)動(dòng)力。
隨著中國(guó)積極推進(jìn)新基建戰(zhàn)略工程，其有望為AI芯片帶來(lái)更為廣闊的市場(chǎng)空間，巨大利潤(rùn)面前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)搭上新風(fēng)口。根據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2025年，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)4000億元，這將使AI芯片市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)300億元人民幣，年均增速高達(dá)20%。
不過(guò)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)于復(fù)雜，技術(shù)難度遠(yuǎn)高于互聯(lián)網(wǎng)模式。當(dāng)前阿里巴巴、百度等企業(yè)都布局產(chǎn)業(yè)鏈上游中的芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，先進(jìn)工藝則交給臺(tái)積電、三星等下游企業(yè)代工封測(cè)。在華為“麒麟芯”被美制約這一前車之鑒下，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們依舊要面臨芯片被“卡脖子”等風(fēng)險(xiǎn)因素。
“芯片與互聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)業(yè)模式和業(yè)務(wù)路徑方面不太一樣，技術(shù)難度也不盡相同。”新思科技中國(guó)副總經(jīng)理謝仲輝對(duì)鈦媒體App表示，這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深知自身的芯片技術(shù)起步比較晚，研制出的芯片本身性能弱于成熟芯片公司。然而他們則更多依靠對(duì)系統(tǒng)理解的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)軟件算法與芯片硬件的協(xié)調(diào)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)差異化。所以，這些企業(yè)依靠更加緊密的軟硬件結(jié)合方式，從而讓芯片實(shí)力達(dá)到更高水平，最后匹配到產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景應(yīng)用和用戶體驗(yàn)當(dāng)中。
謝仲輝從2002年起在中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)耕耘，擁有超過(guò)26年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，目前擔(dān)任新思科技（Synopsys）中國(guó)副總經(jīng)理、芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化事業(yè)部總經(jīng)理。新思科技成立于1986年，是全球芯片電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（以下簡(jiǎn)稱EDA）軟件工具行業(yè)的龍頭企業(yè)。EDA是芯片產(chǎn)業(yè)最上游的核心技術(shù)，也是芯片設(shè)計(jì)中不可缺少的軟件工具，被譽(yù)為芯片設(shè)計(jì)之母。
隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的不斷深化，芯片產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)新的發(fā)展窗口，新思科技作為全球排名第一的EDA領(lǐng)導(dǎo)者，將在其中扮演“關(guān)鍵角色”，旨在打造未來(lái)芯片產(chǎn)業(yè)的“美圖秀秀”。據(jù)公開資料顯示，新思科技客戶涉及半導(dǎo)體行業(yè)的不同環(huán)節(jié)，其中不乏臺(tái)積電、三星、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、百度、阿里巴巴、燧原、地平線、寒武紀(jì)等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。
（詳見鈦媒體前文：《國(guó)產(chǎn)EDA，到底能不能打破海外三巨頭壟斷？| 鈦媒體深度》）
謝仲輝表示，與傳統(tǒng)CPU企業(yè)相比，互聯(lián)網(wǎng)公司在AI算法軟件上具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。芯片研發(fā)更多是為了給客戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)，從而將應(yīng)用場(chǎng)景貫穿到芯片設(shè)計(jì)流程里面。
在半導(dǎo)體行業(yè)，英特爾（Intel）創(chuàng)始人戈登·摩爾曾提出大名鼎鼎的“摩爾定律”：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。
但隨著時(shí)代的進(jìn)步，算力需求不斷增加，以及技術(shù)的不斷提升，讓摩爾定律正逐漸失效。為了滿足深度學(xué)習(xí)算法的需求，AI芯片應(yīng)運(yùn)而生。
相比傳統(tǒng)CPU處理器，AI芯片具有更多的ALU（邏輯運(yùn)算單元），能夠通過(guò)不斷的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，以執(zhí)行簡(jiǎn)單指令，從而應(yīng)用于需更多算力的實(shí)際交互場(chǎng)景。
從技術(shù)路線上來(lái)說(shuō)，不管是GPU、NPU、IPU，還是FPGA、ASIC、NLP芯片，都具有提升算力的目的，屬于AI芯片的范疇。從機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的工作負(fù)載來(lái)說(shuō)，主要分為訓(xùn)練型AI芯片和推理型AI芯片兩類。
其中，訓(xùn)練型芯片需要大量?jī)?nèi)存能力，通過(guò)在芯片中喂龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用算法來(lái)獲得接近準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這類芯片大都用于數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景中；而推理型芯片更多是采用小芯片或IoT模式芯片，以“云中批量推理”方式，在預(yù)訓(xùn)練模型中獲得數(shù)據(jù)響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)面部識(shí)別等功能，這是一種輕量級(jí)的工作負(fù)載。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)中都存在著著重于發(fā)展推理硬件。
具體來(lái)說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)巨頭自研芯片的去處主要有兩個(gè)：云服務(wù)器和智能硬件（智能音箱等）產(chǎn)品。
在云服務(wù)器上，AI芯片將內(nèi)置在其中，從而進(jìn)行運(yùn)算、推理，提高其計(jì)算能力，例如2019年云棲大會(huì)上，阿里巴巴平頭哥就用4顆含光800芯片，代替了40顆GPU才能完成的視頻處理任務(wù)，成本則相差近十倍；而在智能硬件方面，AI芯片主要作用于自然語(yǔ)言處理（NLP）技術(shù)當(dāng)中，利用芯片的高算力優(yōu)勢(shì)，提升語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別能力，讓硬件更加智能。例如隨著時(shí)間的推移，百度、阿里和小米等智能音箱的語(yǔ)音助手能力不斷提升，智能音箱逐漸在聽懂“人話”，助手也開始有了情感功能。
當(dāng)然，未來(lái)AI芯片也可以應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。在近日的上海車展上，百度和吉利的合資企業(yè)——集度汽車CEO夏一平表示，該公司正考慮將百度設(shè)計(jì)的“昆侖”芯片搭載至汽車當(dāng)中，提升自動(dòng)駕駛能力；另外，小鵬汽車也宣布正在研發(fā)AI芯片，提升自動(dòng)駕駛相關(guān)的算法能力。
謝仲輝對(duì)鈦媒體App表示，不管是哪種AI芯片，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)“造芯”的最終目的，是提升用戶體驗(yàn)。
“其實(shí)有時(shí)候，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)制造的芯片性能不一定比通用芯片強(qiáng)，但搭載這些專用芯片的產(chǎn)品擁有更具差異化的優(yōu)勢(shì)。這主要由于互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?cè)谒惴芰Ψ矫鎸?shí)力比較強(qiáng)，最終到產(chǎn)品場(chǎng)景、用戶體驗(yàn)中更勝一籌。其實(shí)說(shuō)穿了，AI技術(shù)是基于算法，算力和數(shù)據(jù)，以達(dá)到最好的用戶體驗(yàn)。”謝仲輝表示。
新思科技中國(guó)副總經(jīng)理謝仲輝（圖片來(lái)源：受訪者提供）
在鈦媒體App專訪中，謝仲輝指出，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)是算法和數(shù)據(jù)。而作為第一個(gè)充分利用并處理數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)在數(shù)字化的路上一騎絕塵。通過(guò)收集終端用戶的體驗(yàn)，配合數(shù)據(jù)和算法的優(yōu)化，并反饋到芯片設(shè)計(jì)流程當(dāng)中，從而打造出具有差異化的芯片，服務(wù)于其差異化應(yīng)用中，最終提升用戶體驗(yàn)，而EDA軟件工具則能夠?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)公司提供這樣的平臺(tái)。
謝仲輝表示，在后摩爾定律的時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們?cè)谛酒O(shè)計(jì)中依然面臨若干挑戰(zhàn)，其一隨著AI芯片性能需求加重，需要不斷投入至先進(jìn)工藝中，帶來(lái)的技術(shù)好處不像之前那樣直接與線性；此外，在流片費(fèi)用、芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度以及開發(fā)周期等挑戰(zhàn)也大幅提高。
那么，如何解決賦能后摩爾時(shí)代集成電路設(shè)計(jì)的需要呢？謝仲輝提出兩大關(guān)鍵引擎，一是系統(tǒng)應(yīng)用，算法到設(shè)計(jì)，需要從軟件、算法、架構(gòu)、軟硬件系統(tǒng)協(xié)同等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化；二是在芯片數(shù)字設(shè)計(jì)到芯片物理實(shí)現(xiàn)，需要從設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、工藝和封裝重新思考，需要新的設(shè)計(jì)方法學(xué)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)來(lái)滿足項(xiàng)目的技術(shù)與市場(chǎng)預(yù)期。
“傳統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證方法學(xué)給項(xiàng)目成功帶來(lái)了比較多的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)”。為此，謝仲輝表示，新思科技提出了Triple Shift Left理念，來(lái)降低項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)，減少IC設(shè)計(jì)流程中軟硬件設(shè)計(jì)及驗(yàn)證耗費(fèi)巨大的時(shí)間和成本。
在EDA軟件部分，謝仲輝指出，AI芯片需要更接近場(chǎng)景化的EDA工具，在數(shù)字EDA部分需求更為強(qiáng)烈。
在謝仲輝看來(lái)，由于AI芯片, 尤其是專注在邊緣計(jì)算的終端類的AI芯片更為注重場(chǎng)景和應(yīng)用的優(yōu)化，需要一定的定制化、個(gè)性化芯片解決方案來(lái)滿足和優(yōu)化用戶體驗(yàn)。
“AI應(yīng)用會(huì)根據(jù)特定的場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，比如交通場(chǎng)景中的圖片，識(shí)別方案也要與之匹配，不匹配就是bug了。”謝仲輝指出，如果芯片和應(yīng)用場(chǎng)景有一些脫節(jié)沒(méi)有進(jìn)行優(yōu)化，芯片算力也無(wú)法充分發(fā)揮作用，最終體驗(yàn)上也會(huì)打折扣。
盡管過(guò)去兩三年，AI技術(shù)型企業(yè)從神壇跌落，出現(xiàn)了行業(yè)亂象，被外界所詬病。但自這2020年起，產(chǎn)業(yè)趨于冷靜，市場(chǎng)更加關(guān)注落地能力、盈利能力。
4月27日，“AI芯片第一股”寒武紀(jì)發(fā)布2020年財(cái)報(bào)。該公司全年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收4.59億元，同比增長(zhǎng)3.38%，歸母凈虧損進(jìn)一步收窄至4.35億元，而上年同期為虧損11.79億元。這些數(shù)字可以看到，AI芯片行業(yè)正呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢(shì)。
在“缺芯潮”愈演愈烈之際，以及國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)投入集成電路產(chǎn)業(yè)，讓互聯(lián)網(wǎng)巨頭看到了芯片行業(yè)新風(fēng)口，大力投入芯片研發(fā)，不斷為企業(yè)發(fā)展注入新的增長(zhǎng)曲線。
當(dāng)然，也有不少人對(duì)互聯(lián)網(wǎng)巨頭跨界造芯持樂(lè)觀謹(jǐn)慎態(tài)度。一位行業(yè)分析師告訴鈦媒體App，無(wú)論是百度昆侖，還是阿里含光，互聯(lián)網(wǎng)造芯依然處于量變積累的過(guò)程，還無(wú)法達(dá)到質(zhì)變。
“這個(gè)行業(yè)不可能一蹴而就，必須要踏踏實(shí)實(shí)一步一步的積累和追趕。”上述分析師指出，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的自研芯片現(xiàn)階段依然屬于自給自足的局面，很難短期內(nèi)獲得銷售客戶，部分場(chǎng)景仍需要大量的對(duì)外采購(gòu)。
整體而言，芯片行業(yè)是一個(gè)投入大、周期長(zhǎng)、見效慢的行業(yè)，技術(shù)完全國(guó)產(chǎn)化需要長(zhǎng)期持續(xù)的資金和技術(shù)積累，很難用“砸金錢見回報(bào)”這種互聯(lián)網(wǎng)思維來(lái)處理。因此，實(shí)現(xiàn)快速追趕并不容易。
謝仲輝對(duì)鈦媒體App表示，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或許可以用補(bǔ)貼等方式培養(yǎng)用戶習(xí)慣，快速獲取用戶，但芯片行業(yè)并非如此。“造芯”依然需要很長(zhǎng)的技術(shù)積累和創(chuàng)新，以及較大的資金投入，實(shí)現(xiàn)了芯片與應(yīng)用體驗(yàn)的差異化，才能在未來(lái)看到回報(bào)。
謝仲輝指出，作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵角色，新思科技正在幫助更多中國(guó)芯片企業(yè)做設(shè)計(jì)方案，并將持續(xù)為這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)保駕護(hù)航。
他強(qiáng)調(diào)，無(wú)論是人才培養(yǎng)、技術(shù)支持還是資本合作，新思科技將一直與中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)共同成長(zhǎng)，和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展，形成完整的生態(tài)系統(tǒng)，推動(dòng)整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
（本文首發(fā)鈦媒體App，作者｜林志佳）
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