AI不(bú)仅(jǐn)是最大科技热点,也(yě)是(shì)未来数十年科技发展(zhǎn)趋势。伴(bàn)随着这股热潮(cháo),AI芯片成为了半导体(tǐ)行业的(de)新风向,投资者的(de)新宠。
AI芯片战火蔓延,先进制程储备战隔空上(shàng)演
最近,三星电子放了狠话,将在未来10年内(nèi)(至2030年)投资133兆韩(hán)元(约合1150亿美元,7730亿人(rén)民(mín)币),以(yǐ)在逻辑芯(xīn)片(piàn)制造领域发挥主导作用。
刚刚登上(shàng)代工厂第二(èr)名的三星,显得相当的雄心勃勃,不但要在逻(luó)辑芯片市场称王(wáng),还要挑(tiāo)战台(tái)积电代(dài)工厂龙头(tóu)的(de)位置。这边三星(xīng)发力要蚕食(shí)价(jià)值850亿美元的代工市场这块(kuài)肥肉,那边吞掉超过一半市场份(fèn)额的(de)台积电(diàn),显然不打算对三星(xīng)的挑(tiāo)衅置之不理了(le)。
在这场芯片制程终(zhōng)极之战中,三大芯片代工(gōng)巨头,一方面进行(háng)着路线之争,另一方面铆(mǎo)足(zú)火力隔(gé)空火拼未来的关键制程技术节点,尤其是6nm和5nm。
所谓路线之争,一方有台积电三星自定标准,“激进”挺进(jìn)5/4/3nm工(gōng)艺,另(lìng)一方英特尔坚守“慢工出细活”,做(zuò)业界最(zuì)好的(de)10nm。
而关于未来技(jì)术节(jiē)点之(zhī)战的导火索(suǒ),在这(zhè)个4月已经(jīng)被点燃!台积电和三星两大芯片代工厂隔空开“杠(gàng)”,三星(xīng)刚高调更新6nm、5nm工艺进(jìn)展,台积电就在当(dāng)日(rì)傍晚(wǎn)立即跳出来宣布自己的(de)6nm计划。
芯片制程的(de)战火(huǒ),正从前两(liǎng)年炙手可热的10nm、7nm向(xiàng)更为领先的6、5、3nm蔓(màn)延(yán)。
从(cóng)争相研发先进技(jì)术,到积极储备顶级光刻机等(děng)半导体制造设备,台积电和三星的战旗已经(jīng)高举,以(yǐ)各自独特的方式(shì)给摩尔定(dìng)律续命。
同时,摩尔定律的拥护者英特尔(ěr)则(zé)坚持遵(zūn)从严苛的技(jì)术规格,循序渐进地进行着堪(kān)比其(qí)他(tā)厂7nm的10nm制(zhì)程研发。
新(xīn)的(de)制程之战(zhàn)已经(jīng)隔空(kōng)上演,三大(dà)巨头谁又最有望夺得芯片制程的王(wáng)座?
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AI芯片(piàn)从云(yún)端走(zǒu)向终端(duān)
今(jīn)年3月,科技(jì)巨头的新动作引起了行业(yè)关注(zhù),谷歌对外发布搭载Edge TPU芯片的(de)千元级开(kāi)发板,执行推理速度优于任何其他处(chù)理(lǐ)器架构(gòu);英伟达也在GTC十周年之(zhī)际发布了一款边缘计算产品Jetson Nano人工智能计算机,仅售(shòu)99美元(yuán);聚焦边缘计(jì)算的AI芯片公司地平线融(róng)资6亿美(měi)元,估值(zhí)超过(guò)30亿美元(yuán)。
从(cóng)科技大厂到创业(yè)公司,似乎都站上了边缘计算的风口,这场(chǎng)芯片大战已经由(yóu)云入端,抢占边缘。
在2016年,云端(包含(hán)企业、数(shù)据中心等)为深度学习芯片的主要营收领域,占了80%。不过,到(dào)了2025年,此一(yī)比例将会(huì)改变,转(zhuǎn)变成边(biān)缘(Edge)占(zhàn)了80%,而云端的(de)比例则降为20%。这边所(suǒ)指的边缘意指(zhǐ)终端(duān)设备,且以消费性产品为中心(而非小型服务器或是路由(yóu)器),包括移动装置(手机、平(píng)板(bǎn))、头戴式显示(shì)器(HMD),如(rú)AR/VR/MR、智(zhì)能音箱、机器人、无人机、汽车、安防摄像(xiàng)头(tóu)等。
现今大多数的AI处理器,如GPU,多用(yòng)于云(yún)端服务(wù)器(qì)、数据中心,以在(zài)云端上进行AI训练和推论(lùn)。不过,随着隐私、安(ān)全性需求增加,加上为了降(jiàng)低成本、延迟及打破频(pín)宽限制等因素,分散式AI随之兴起(qǐ),越(yuè)来越多(duō)AI边缘应用案例出现。例如苹果的A12仿生芯片,其具备新一代“神经网路引擎”,以即时机器学(xué)习技术,改变智(zhì)能手机的使用体验。
简而言之(zhī),AI从云(yún)端转向(xiàng)边缘是现(xiàn)在(zài)进(jìn)行(háng)式,当然目前(qián)AI在(zài)边缘装置上多还是以推论为主(zhǔ),而非训(xùn)练。不过随着AI创新应用增加(jiā),有越来越多(duō)芯片商(shāng)尝试提升终端装置处理器(qì)的运算效能,为的就是不用再(zài)传送数(shù)据至云端进(jìn)行(háng)数据运算、推理和训练。也(yě)因此,各式的处理器纷(fēn)纷(fēn)问世,像是(shì)CPU、FPGA、GPU、ASIC、NPU或SoC Accelerator等(děng)。
从现实(shí)应用上讲,数据中(zhōng)心仍然需(xū)要更强、更快的训练能力(lì),而“AI+”迫切需要遍布(bù)于从终端到云的(de)推理(lǐ)能力,这是促使科(kē)技巨(jù)头大规模投入、互相竞争的根本(běn)。
应用(yòng)部署AI能力的位置、尺寸、成本、功耗(hào)要求(qiú)的多样性以及与其他计算能(néng)力快速集成的要求对AI计算提出了更高层级的要求(qiú)。作为芯(xīn)片(piàn)巨头的(de)英特尔(ěr),一方面探(tàn)索量子计算(suàn)和(hé)神经拟态(tài)计算,另一(yī)方面也(yě)在探索超异构计算形态,未来无论是(shì)云、终端,都是(shì)AI超(chāo)级芯(xīn)片的天下(xià)。
在(zài)英特尔、英伟(wěi)达(dá)、arm公司占领了(le)数据中(zhōng)心和手机芯片市场的情况下,中国公司试图从边(biān)缘及终(zhōng)端(duān)突围(wéi),利用中(zhōng)国(guó)巨大的制造业硬件产业(yè)链和场景优势,试图建立(lì)起(qǐ)自身AI芯(xīn)片生态系统。
国内(nèi)芯片公(gōng)司蠢蠢欲动
AI新时代的到来,让众多企业站在了(le)同一起跑线上。在这大争之世中,不仅有老牌半导体(tǐ)巨头的强势(shì)参与(yǔ),也有(yǒu)一些国(guó)产品(pǐn)牌开始初显(xiǎn)锋芒。同时(shí),我(wǒ)国庞大的电(diàn)子(zǐ)市场所带来的数据资源,也为AI训练芯片的发展提供了(le)肥沃的土(tǔ)壤。在这种环境的驱(qū)动下,国产(chǎn)厂商(shāng)也开始试(shì)水训练芯片市场(chǎng)。
除华(huá)为之外,我国互联网巨头也纷纷试水AI训练芯片。在人工智(zhì)能时代之(zhī)前,这些互联网企业经过多年的积累,已经建立(lì)了生态优势。待到深度学习热潮的爆(bào)发,这些互联网(wǎng)企业生态(tài)中的数据(jù)价值开始凸(tū)显,而(ér)这就需(xū)要AI训练(liàn)芯片。互联网企业跨界涉足AI训练芯(xīn)片领域(yù),可以通过资本(běn)运作的方式来参与,也(yě)可以选择建立新的部门或子(zǐ)公司,通过硬(yìng)核技术(shù)切入(rù)AI训练芯片的(de)竞争。