AI不仅是最(zuì)大科技热(rè)点,也(yě)是(shì)未来数(shù)十年科技发展趋势。伴随(suí)着这股热潮,AI芯(xīn)片成为了(le)半导体行业(yè)的新风向,投资(zī)者的新宠。
AI芯片战火蔓延,先进制程(chéng)储备战(zhàn)隔空上演
最近(jìn),三星电子放了狠话,将(jiāng)在未来10年内(nèi)(至2030年)投资133兆韩(hán)元(约合1150亿(yì)美(měi)元,7730亿人民币),以在(zài)逻辑芯片制造领(lǐng)域发(fā)挥(huī)主导作用。
刚刚登上代工厂第二名的三星(xīng),显得相当的雄心勃勃,不但要(yào)在逻辑芯片市场(chǎng)称王,还要挑战台积(jī)电代工厂龙头的位置。这边三星(xīng)发力要蚕食价值(zhí)850亿美元的代工市场这块肥肉,那边吞(tūn)掉(diào)超过一半市场(chǎng)份(fèn)额的(de)台积电,显然不打算对(duì)三星的挑衅(xìn)置之不(bú)理了(le)。
在(zài)这场(chǎng)芯片制程终(zhōng)极之(zhī)战中,三(sān)大芯片代工巨(jù)头,一方面进行着路线之争,另一方面铆足火力(lì)隔(gé)空火拼未来(lái)的(de)关键制程技术节点,尤其是6nm和5nm。
所谓路线之(zhī)争,一(yī)方有(yǒu)台积电(diàn)三星自(zì)定标准,“激进”挺进5/4/3nm工艺(yì),另一方(fāng)英特(tè)尔坚守“慢工出细活”,做业界最(zuì)好的(de)10nm。
而关于未来技术节点之战的(de)导(dǎo)火索,在这个4月已经被点燃!台积电(diàn)和三星两(liǎng)大芯(xīn)片代工厂(chǎng)隔(gé)空开“杠(gàng)”,三星刚高调(diào)更新(xīn)6nm、5nm工艺进展,台积电(diàn)就在当日傍(bàng)晚立即跳出来宣布自己的6nm计(jì)划。
芯片制程的(de)战火,正(zhèng)从前(qián)两年炙手可热的10nm、7nm向更为领先的(de)6、5、3nm蔓延(yán)。
从争相研发先进(jìn)技术,到积极储备顶级光刻机等半(bàn)导体制造(zào)设备,台积(jī)电和三(sān)星的战旗已经高举,以(yǐ)各自独特的方式(shì)给摩尔定律续命。
同时(shí),摩尔定律的拥护(hù)者(zhě)英特尔则(zé)坚持遵从(cóng)严苛(kē)的技术规格,循序(xù)渐进地进行(háng)着堪比其他厂(chǎng)7nm的10nm制程(chéng)研发。
新的制程之战(zhàn)已经(jīng)隔(gé)空上演,三大巨头谁又最有望夺得(dé)芯片制程(chéng)的王座?
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AI芯片从(cóng)云端走向终端
今年3月,科技巨头的新动(dòng)作引起了行业关注,谷歌对外发布搭(dā)载Edge TPU芯片的(de)千元级开发板,执行推理(lǐ)速度优于任何其他处理(lǐ)器(qì)架构;英伟达也在GTC十周年之(zhī)际发(fā)布了一款(kuǎn)边缘计算产品Jetson Nano人(rén)工智能计算(suàn)机,仅售99美元(yuán);聚焦边缘计算的AI芯片公(gōng)司地平线融资6亿(yì)美元,估值(zhí)超过30亿美(měi)元。
从科技大厂到创(chuàng)业公司,似乎都站上了边缘计(jì)算的(de)风口,这场(chǎng)芯片大战已经由云(yún)入端,抢占边缘。
在2016年(nián),云端(包含企业、数据中心(xīn)等)为深度(dù)学习(xí)芯片的(de)主要营收(shōu)领域,占了(le)80%。不过(guò),到了2025年,此一(yī)比例将会改变,转(zhuǎn)变成边缘(Edge)占了80%,而云端的(de)比例则降(jiàng)为20%。这(zhè)边所指的(de)边缘意指终端设备,且以消费性(xìng)产品为中心(xīn)(而非小型服务器或是路由器),包括移动装置(手(shǒu)机、平板(bǎn))、头戴式显示器(HMD),如AR/VR/MR、智能音(yīn)箱、机器人、无人机、汽车(chē)、安防摄像头等(děng)。
现今大多(duō)数的AI处理器,如GPU,多(duō)用于云端服务器、数(shù)据(jù)中心,以在云端上进行(háng)AI训练和推(tuī)论。不过,随(suí)着隐私、安全性需求(qiú)增加(jiā),加上为了降低成本(běn)、延迟及打(dǎ)破频宽限制等因素,分(fèn)散式(shì)AI随之兴起,越来(lái)越多(duō)AI边缘应(yīng)用(yòng)案例出现。例如苹果的A12仿生芯片,其具备(bèi)新一(yī)代“神经(jīng)网路引擎”,以即时机器学习技术,改变智能手(shǒu)机的使(shǐ)用体(tǐ)验。
简而言之(zhī),AI从云端(duān)转向(xiàng)边缘是(shì)现在进(jìn)行式,当然目前AI在边缘装置上多还是以推论为主,而(ér)非训(xùn)练。不过随着AI创新(xīn)应用增加,有越(yuè)来越多芯片商尝试(shì)提升(shēng)终(zhōng)端装置处理器(qì)的运算效能,为的(de)就是不(bú)用(yòng)再传送数据至(zhì)云端进行数据运算、推理(lǐ)和训(xùn)练。也(yě)因此,各式的处理(lǐ)器纷纷问世,像(xiàng)是CPU、FPGA、GPU、ASIC、NPU或SoC Accelerator等。
从现实应用(yòng)上讲,数据(jù)中(zhōng)心仍然需要更(gèng)强、更快的(de)训练(liàn)能力,而“AI+”迫切需要遍(biàn)布于从终端到(dào)云的推理能力(lì),这是促(cù)使(shǐ)科技巨头大(dà)规模投(tóu)入、互相竞争(zhēng)的根本。
应用部署AI能力的(de)位置、尺寸、成本(běn)、功(gōng)耗要(yào)求的多样性以及与其(qí)他(tā)计算能力快速(sù)集成的要求对AI计算提出(chū)了更高(gāo)层级的要求。作为(wéi)芯片巨头的(de)英特尔,一方面探索量子计算和(hé)神经拟态计(jì)算,另(lìng)一方面也在探索超异构计(jì)算形态,未来无(wú)论(lùn)是云、终端,都是AI超(chāo)级芯片的天(tiān)下。
在英特尔、英(yīng)伟达、arm公(gōng)司占领了数据中心和手机芯片市场的情况下,中国公司试(shì)图从边(biān)缘及(jí)终端突围,利(lì)用中国巨(jù)大的制造业硬件产业链(liàn)和场景(jǐng)优(yōu)势,试(shì)图(tú)建(jiàn)立(lì)起自身AI芯片生态(tài)系统。
国(guó)内芯片公司蠢(chǔn)蠢欲(yù)动
AI新时代的(de)到来,让众多企业站在了同(tóng)一(yī)起跑(pǎo)线上(shàng)。在这大争之(zhī)世中(zhōng),不仅(jǐn)有老(lǎo)牌(pái)半导体巨头的强势参与,也有一(yī)些国产品牌开始初显锋芒。同时(shí),我(wǒ)国(guó)庞大的电子市场所带来的数据资源,也为AI训练芯片的发展提供了肥沃的土(tǔ)壤。在这种环境的驱动(dòng)下,国产厂商也开始试(shì)水训练芯片(piàn)市场。
除华为之外,我国互联网(wǎng)巨头也纷(fēn)纷试(shì)水AI训练芯片。在人工智能时代(dài)之前(qián),这些(xiē)互联网企业经过多年的积累,已经建(jiàn)立了生态(tài)优势(shì)。待到深度学(xué)习(xí)热潮的爆发,这些互联网企业生态中的(de)数据价值开始凸显,而这(zhè)就需(xū)要AI训练芯(xīn)片。互(hù)联网企业跨界涉足AI训(xùn)练芯(xīn)片(piàn)领域,可以通(tōng)过资本运作的方式来参与,也(yě)可以选择建立新的部门或子公司,通过(guò)硬核技术切入AI训(xùn)练芯片的(de)竞(jìng)争(zhēng)。