开云

据 CAPIQ 数据显（xiǎn）示，2010 年至 2019 年 10 月（yuè），美国 AI 企业累（lèi）计融资 773 亿美元，领先中（zhōng）国（guó） 320 亿美元，占全球总融资额的 50.7%。尤其是特朗普政府（fǔ）以来（lái），人（rén）工智能投资力度逐步加码。

人（rén）工智能市场格局

人工智能（néng）（Artificial Intelligence，AI）是利用（yòng）机器学习和数据分析方法赋（fù）予（yǔ）机器模（mó）拟、延申（shēn）和拓展类人（rén）的智能的能力，本质上（shàng）是对（duì）人类思维过程的模拟。AI 概念最（zuì）早（zǎo）始于 1956 年的达特茅斯（sī）会议，受（shòu）限于算法（fǎ）和算力的不成熟，未能（néng）实现大规模的应用和推广。近年来，在（zài）大数据、算法和计算机（jī）能力三大要素的共（gòng）同驱（qū）动下，人工（gōng）智能进入高速发展阶段。据（jù）中（zhōng）国（guó）电子学会预测，2022全球人工智能市场将达到1630亿元（yuán），2018-2022年CAGR达31%。

人工智能赋能实体经济，为生产和（hé）生活带来革命性的（de）转变。人工智能作为（wéi）新（xīn）一轮产业变革的核心力量，将重（chóng）塑生产、分配、交换和消费等经济（jì）活（huó）动（dòng）各环节，催生新（xīn）业务、新模式和新产品。从衣食住行到（dào）医疗教育，人工（gōng）智能（néng）技术在社会经济（jì）各个（gè）领域深（shēn）度融合和（hé）落（luò）地应用（yòng）。同时，人工智能具有强大的经（jīng）济辐射效益，为经济发展提供强劲的引擎（qíng）。据埃森哲预（yù）测， 2035 年，人工智能将推（tuī）动中（zhōng）国劳动生产率提高 27%，经济（jì）总增（zēng）加值提升 7.1 万亿美元。

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多角度人（rén）工智能产业比较

目前（qián），全球人工（gōng）智能产（chǎn）业的生态系统正逐步成型。依据产业链上下（xià）游关系，可以将人工智能划分为基础支持（chí）层、中（zhōng）间（jiān）技术层和下游应用层。基（jī）础层是人工智能产业（yè）的基础（chǔ），主要提供（gòng）硬件（芯片和传（chuán）感器）及软件（算法模型）等基础能力；技术（shù）层是人（rén）工（gōng）智（zhì）能产业（yè）的核（hé）心，以模拟人（rén）的智（zhì）能相关特征为出发点，将基础能力转化成人工（gōng）智能技术，如计算机视觉、智能语音、自然语言处理等应用算法研发。其中，技术层能力可以广泛应用到多个不同的应用（yòng）领（lǐng）域；应用层是人工智能产业的延伸，将技术应用到具体行业，涵盖制造、交通、金融、医疗等 18 个领域，其中医疗、交通、制造（zào）等领域的人工（gōng）智能应用开发受（shòu）到广（guǎng）泛关注（zhù）。

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战略部署（shǔ）：大国角（jiǎo）逐，布局各有侧重（chóng）

全球范围内，中美“双雄并立”构成人工（gōng）智能第一梯队（duì），日本、英国、以色（sè）列和（hé）法国等发达国家（jiā）乘胜追击（jī），构（gòu）成第二梯队。同时，在顶层设计上，多数国家强化人（rén）工智能（néng）战略布局，并将（jiāng）人工（gōng）智（zhì）能上升至国家战略，从政策、资本、需（xū）求三大方（fāng）面（miàn）为人工（gōng）智（zhì）能落地保驾护。后起之秀（xiù）的中国，局部（bù）领域（yù）有所突破。中国人（rén）工智能起步较晚，发展之路几经沉浮。自 2015 年以（yǐ）来，政府密集出台系列扶植政策，人工智能发展势头迅猛。由（yóu）于初（chū）期我（wǒ）国政策侧重互联网领域（yù），资（zī）金投向偏向终端市（shì）场（chǎng）。因此，相比美国产业布局（jú），中国（guó）技术层（计算机视觉（jiào）和语音识别）和应用（yòng）层（céng）走在（zài）世（shì）界前（qián）端，但基础层核心（xīn）领域（算（suàn）法和（hé）硬件算力）比（bǐ）较薄弱，呈“头重脚轻”的态势。当前我国人工智能在国家战略层面（miàn）上强调系统、综合布局（jú）。

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美国引领人工智能前（qián）沿研（yán）究，布局慢热而强势（shì）。美国政府（fǔ）稍显迟缓，2019 年（nián）人工智能国（guó）家（jiā）级（jí）战略（《美国人工智能倡议》）才姗姗来迟（chí）。但由（yóu）于美国具（jù）有天（tiān）时（5G 时（shí）代）地利（硅谷（gǔ））人和（人才）的天然优势（shì），其在人工智（zhì）能的竞争中已处于全方位领先（xiān）状态。总体来（lái）看，美国重点领（lǐng）域布局前沿而全面，尤其（qí）是在算法和（hé）芯片脑科学等（děng）领域布局（jú）超前。此外，美（měi）国聚（jù）焦人工智能对（duì）国家安全和社会（huì）稳定（dìng）的影响和变革，并对数据、网（wǎng）络（luò）和系统安全十（shí）分重视。

伦（lún）理价值观引领，欧洲（zhōu）国家抢占规范制定（dìng）的（de）制高点。2018 年，欧洲 28 个（gè）成员（yuán）国（guó）(含英国) 签署了《人工智能合作宣言》，在人工智能（néng）领域形成合（hé）力。从（cóng）国家层面来看，受限于文化和语言差异阻碍大（dà）数（shù）据集合的形成（chéng），欧（ōu）洲各国在人工智能产业（yè）上不具备先发优势，但（dàn）欧（ōu）洲（zhōu）国家在全球 AI 伦理体系建设和规范（fàn）的制（zhì）定上抢（qiǎng）占（zhàn）了“先机”。欧盟（méng）注重探讨人工（gōng）智能（néng）的（de）社会（huì）伦理和标准，在技术（shù）监（jiān）管（guǎn）方面占（zhàn）据全球领先地（dì）位。

日本寻求人工（gōng）智能解决社会问题。日本以（yǐ）人工智能构建“超智（zhì）能社会”为引领，将 2017 年确定为人工（gōng）智（zhì）能元（yuán）年。由于（yú）日本的数据、技术和商（shāng）业需求较为分（fèn）散，难以系统地发展人（rén）工智能技术和产业（yè）。因此，日本政府（fǔ）在机器人、医疗健康和（hé）自动驾驶三（sān）大具有相对优势的领域重点布局，并着（zhe）力解（jiě）决（jué）本国在（zài）养老（lǎo）、教育和商业领域的国家难题。

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基础层面：技术薄弱（ruò），芯片之路任重道远

基础层由于（yú）创新难度大、技术和资金壁垒高等特点，底（dǐ）层（céng）基（jī）础技术和高端产品市场（chǎng）主要被欧美日韩等少数国际（jì）巨头垄断。受限于技术积累与研发投入的不足，国内在基础层领域（yù）相对（duì）薄弱。具体而言，在 AI 芯片领域，国际科技巨头（tóu）芯片（piàn）已基本（běn）构建产（chǎn）业（yè）生态，而中国尚未掌握核心技术，芯片布局难以与巨头抗衡；在云计算领（lǐng）域，服务器虚拟化、网络技术（SDN）、开发语（yǔ）音等核心技术被掌握（wò）在亚（yà）马逊、微软等少数（shù）国（guó）外科技巨头手中。虽国内阿里、华（huá）为（wéi）等科（kē）技（jì）公司也开（kāi）始大力投入研发，但核心技术积累尚（shàng）不（bú）足以（yǐ）主导产业链发展；在智能传感器领域，欧洲（BOSCH，ABB）、美国（guó）（霍尼韦尔）等（děng）国家或地区全（quán）面布局传感（gǎn）器多种产品类型，而在中国也涌现（xiàn）了诸如汇顶科技（jì）的指纹传感（gǎn）器等产品，但整体产业（yè）布局单一，呈现出明显的短板。在数（shù）据领域，中国（guó）具有的得天独厚的数（shù）据体（tǐ）量（liàng）优势，海量数据助（zhù）推算法算（suàn）力升级和（hé）产业落地，但我们也应（yīng）当意识到，中国（guó）在（zài）数据公开力度、国际数据交换、统（tǒng）一标准的（de）数据（jù）生态系统构建等方（fāng）面还有（yǒu）很长（zhǎng）的路要走。

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“无芯片不（bú） AI”，以 AI 芯片为载（zǎi）体的计算力是人工智能发展水平的重要衡量（liàng）标准，我们将对（duì） AI 芯片作详细剖析（xī），以期对（duì）中国（guó）在人工智能基础层的（de）竞争力更（gèng）细致、准确的把（bǎ）握。

依据部署位置，AI 芯片可划分（fèn）为（wéi）云端（如数据中心等（děng）服务器端）和终端（应（yīng）用场景涵盖手机、汽车（chē）、安防（fáng）摄像头等电子终端产品（pǐn））芯片；依（yī）据承担的功能，AI 芯片（piàn）可划分为训（xùn）练和推断（duàn）芯（xīn）片。训练（liàn）端参（cān）数的形成（chéng）涉及到海（hǎi）量数据和大规模计（jì）算，对算法（fǎ）、精度（dù）、处理能力（lì）要求非常（cháng）高，仅适（shì）合在云端部署。目前（qián），GPU（通用型）、FPGA（半定制化）、ASIC（全定制化）成为 AI 芯片行业的主（zhǔ）流技术路（lù）线。不同类型芯（xīn）片各具优势，在不（bú）同领域（yù）呈现（xiàn）多（duō）技术（shù）路径并（bìng）行发展态（tài）势。我（wǒ）们将从三种技术路（lù）线（xiàn）分别剖析中国 AI 芯片在全球的竞争力。

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GPU（Graphics Processing Unit）的设计（jì）和生产均已成熟，占领（lǐng） AI 芯片的主要市场份额。GPU 擅长（zhǎng）大规模（mó）并行运（yùn）算，可平行（háng）处理（lǐ）海量信息，仍是 AI 芯片的首选（xuǎn）。据 IDC 预测（cè）， 2019 年（nián） GPU 在云端训练市场占比高达 75%。在全球（qiú）范围内（nèi），英伟达和 AMD 形成（chéng）双（shuāng）寡（guǎ）头垄断，尤其（qí）是英伟达占 GPU 市场份额的 70%-80%。英伟（wěi）达（dá）在（zài）云（yún）端训练和（hé）云端推理（lǐ）市场推出的 GPU Tesla V100 和 Tesla T4 产（chǎn）品具有极（jí）高性能和强大竞争（zhēng）力，其垄断地（dì）位也在不断强化（huà）。目前中（zhōng）国尚未“入（rù）局”云端（duān）训练市场。由于国（guó）外 GPU 巨头具有丰富的（de）芯片设计经验和技术（shù）沉淀，同时（shí）又具有强大的资金实力（lì），中国（guó）短期（qī）内无法撼动 GPU 芯片的市场格局。

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FPGA（Field Programmable Gate Array）芯片（piàn）具有可硬（yìng）件编（biān）程、配置（zhì）高灵活性和低能耗等优点。FPGA 技术壁垒高，市场呈（chéng）双寡头（tóu）垄断：赛（sài）灵（líng）思（Xilinx）和英特尔（Intel）合计占市场（chǎng）份额近 90%，其中赛灵思（sī）的市场份额超（chāo）过 50%，始（shǐ）终（zhōng）保持着全球 FPGA 霸主地（dì）位。国（guó）内百度、阿里（lǐ）、京微齐力（lì）也在部署 FPGA 领域，但尚处于起（qǐ）步（bù）阶段，技术差距较大。

ASIC（Application Specific Integrated Circuits）是面向特定用户需求设（shè）计的定（dìng）制（zhì）芯片，可满足多（duō）种终（zhōng）端运（yùn）用。尽管 ASIC 需要大量的（de）物理设计、时（shí）间、资金及验证，但在量产（chǎn）后，其性能、能耗、成本（běn）和可靠性都优于 GPU 和 FPGA。与（yǔ） GPU 与 FPGA 形成确（què）定产品不同，ASIC 仅（jǐn）是（shì）一种技术路线（xiàn）或方（fāng）案，着力解决各应用领域突出问（wèn）题及管理需求。目前， ASIC 芯片市场竞争格（gé）局稳定（dìng）且分（fèn）散。我国的（de） ASIC 技术与（yǔ）世界领先水平（píng）差距较小，部分领域处于世界前列。在海外，谷歌 TPU 是主导者；国内初创芯片企业（如寒（hán）武纪、比特（tè）大陆（lù）和地平线），互联（lián）网巨（jù）头（如百度、华为和阿里）在（zài）细（xì）分领（lǐng）域也有所建树。