AI芯片潜力深不可测 四大商业场景将面临颠覆

2015年的秋天，北京的雨水比往年要多些，温度却不算太冷。这一年里，年仅23岁的姚颂刚刚拿到清华大学的毕业证书；32岁的陈天石博士毕业后已在中科院计算所待了整整8年；而在芯片界摸爬滚打了14年的老将何云鹏却毅然辞掉了长虹芯片高管的职位，华丽创业转身。

2015年的秋天，在大洋的另一端，英伟达的股价还在20多美元徘徊，谷歌公司内部却开始秘密地用上了TPU芯片；在彼岸的中国市场里，百度研究院两位高管：副院长余凯与异构计算团队负责人吴韧陆续离职，成立了两家芯片公司——地平线与异构智能。

2015年的秋天，比特币虽然开始逐渐回暖，但依旧持续在200美元的低迷状态，日后的世界第一大矿机芯片生产商比特大陆除了不断迭代矿机产品，还悄然规划起了另一条人工智能产品线。比特大陆联席CEO詹克团那年36岁，话不多，爱看历史、哲学、科幻——比如科幻小说《三体》。

谁也没有想到，就在短短两年多以后，这些人的生命会共同被卷入一场前所未有的科技洪流当中——人工智能专用芯片（AI芯片）——而与他们一同的，还有其他成百上千位前沿技术领域最顶尖的优秀人才。他们其中既有一路保送仅仅24岁就博士毕业的少年天才、也有在业内叱咤风云数十年的行业泰斗；既有成立仅一年公司估值就超过10亿人民币的创业神话、也有市值高达8000亿美元、全球坐二望一的科技霸主。经记者初步测算，仅国内AI芯片头部创业公司的融资金额就已超过了20亿人民币。而根据中信证券测算，2020年全球AI芯片的市场规模可达146.16亿美元。

人工智能这一项新兴技术，在经历了最近几年的技术积累、升级、发酵之后，正在以AI芯片作为载体而全面崛起。AI芯片正在以一种前所未有的速度颠覆着以安防、手机、无人驾驶汽车、云计算等为首的四大领域，并从它们延展开来，进一步对工业、制造、医疗、教育等传统领域造成巨大冲击，重新塑造着世界格局。据记者报道了解得知，目前全球至少有45家初创公司正在研发语音交互和自动驾驶芯片，并且至少有5家企业已经获得超过1亿美元的融资，这一数目还在不断增加当中。

回望中国市场，人工智能与AI芯片技术为中国市场这几十年来埋头追赶的芯片行业打开了一扇新大门，让我国第一次拥有傲立世界前沿科技之林、甚至引领全球科技潮流的机会窗口。

在这个市场中，资本是最快响应起来的。在动辄融资上亿美元融资的催化之下，中国市场AI芯片创业市场尤为兴盛，除了融资独角兽层出不穷外，各大创业公司也根据自身特点陆续形成了四大派系，我们可以用武林几大门派来做形象的比喻——“少林、武当、五岳、明教”，这四大派系的玩家们各有特色，神通尽显。

相比起来，海外各大巨头也不遑多让。就在大约20天前，当整个中国都沉浸在农历春节的团圆氛围当中时，大洋彼岸科技巨头谷歌突然宣布，其AI芯片“TPU”的强大计算能力将向民众开放——这块TPU的来头可不小，谷歌的AI程序AlphaGo（阿尔法狗）就是靠它提供的强大计算能力战胜了全球围棋第一高手，柯洁。

恰恰就在同一天，那个一直以线上书店而广为人知的科技巨头亚马逊，也被曝出正在为其爆款产品——智能音箱Echo——打造专用AI芯片，该项目研发团队已有449名员工。

记者历经半年，深入业内，首次对AI芯片全产业链上下近百家核心企业进行报道，覆盖国内外各大巨头玩家、新兴创企、场景应用、代工生产等，全面深入地对芯片产业发展、创新创业进行了追踪报道，通过对AI芯片最热的四大应用行业与各大入场行业玩家的拆解，全景式地解构了AI芯片产业链面貌。

四大商业场景面临颠覆

AI芯片之于人工智能的意义，则可以理解为发动机之于汽车。人工智能这一理论已经提出了多年，但是由于实现它需要的计算量实在太大，这辆“跑车”一直没有配备上合适的“发动机”，只能放在仓库积灰。直到AI算法和大数据时代的到来、以及AI芯片的出现。

广义来说，能够驱动AI程序的芯片，都能叫做AI芯片。不过本文特指已经为AI算法进行了特殊设计的芯片。按照应用场景，AI芯片可以简单地分为用于云端服务器机房等地的云AI芯片，以及用于端智能设备、IoT设备的终端AI芯片。

云AI芯片的特点是性能强大、能够同时支持大量运算、并且能够灵活地支持图片、语音、视频等不同AI应用。我们现在使用的各种互联网AI能力（比如在线翻译、人证比对），背后都有云AI芯片在发挥作用或提供算力。

端AI芯片则需要嵌入到设备内部，让设备不需要联网就能具备AI能力。它们的特点是体积小、耗电少，而且性能不需要特别强大，通常只需要支持一两种AI能力。现在手机里的芯片、摄像头里的芯片、甚至你家电饭煲里的芯片都开始陆续AI化。

全球GPU霸主英伟（NVIDIA）创始人黄仁勋曾经向记者说过，未来，AI与AI芯片将会无处不在：咖啡机、保温杯、麦克风、甚至耳环、鞋子这些小物件都会智能化。

目前，AI芯片有四个最为火热的商业应用场景——家居/消费电子、安防监控、自动驾驶汽车、以及云计算。

1）家居/消费电子——悄然入侵你家，润物细无声

我们先从离我们生活最近的家居/消费电子说起。

2017年9月，华为发布了世界首款手机AI芯片麒麟970，打响了AI芯片入侵手机的第一枪。10月，搭载这块AI芯片的华为Mate 10和Mate 10 Pro正式面世。

这款麒麟970 AI芯片中搭载了一个专门用于处理AI的模块——NPU（神经网络处理单元），其技术来源于国内AI芯片创企中科寒武纪。这块NPU的计算速度比CPU快了25倍，同时还将能耗效率将提高了50倍。

▲华为麒麟970内部结构

这款AI芯片不仅能够让你的手机能够照相更好看、翻译更流畅、语音识别更准确外，还能学习理解你的使用习惯，让手机自动释放内存，更快更流畅。

在围绕华为Mate 10和麒麟970芯片进行的一系列独家深入采访中，华为无线终端芯片业务部总监Eric曾经告诉记者，未来AI将会是芯片中的一个基础技术，可能到了明年（2018年），每家芯片公司都会有这个能力。

事实证明，他说的没错。

就在麒麟970发布的短短两周后，9月13日，苹果发布十周年纪念款iPhone X，搭载自研的AI芯片A11，这块芯片不仅让iPhone X用起来更快更流畅，还能让iPhone X支持人脸识别解锁（FaceID）、人脸识别付款、照片自动分类、以及实时表情跟踪Animoji等功能。

在今年春节年廿九（2月14日）当天，老牌芯片公司ARM正式宣布推出两款针对移动端的AI芯片架构：物体检测处理器和机器学习处理器。这事的重要性绝对不容小觑——要知道，目前全世界超过90%的手机芯片采用的是ARM的架构，连麒麟970和苹果A11都不例外。

而在刚刚结束的MWC2018上，中端手机芯片巨头联发科发布了新款手机芯片Helio P60，支持AI和计算机视觉，能够提供精确的人脸识别等功能。

而高端手机芯片巨头高通则在今年2月22日宣布推出基于其枭龙芯片系列的人工智能引擎（AI Engine），将高通手机SoC当中的所有软、硬件AI计算能力打包到这个引擎里，让人工智能在手机上的应用更快速、高效。

这一系列风起云涌的新品发布证明，手机已然成为AI芯片市场红海战局的重要组成部分。不过除了手机之外，你日常使用的众多家用电子产品也在悄无声息地进行着AI升级，主要围绕语音AI展开，代表玩家包括亚马逊打造Echo智能音箱AI芯片、启英泰伦打造的家用电器语音AI芯片、杭州国芯打造语音AI芯片等等。

联发科技副总经理暨智能设备事业群总经理向东西表示，2018年全球智能音箱市场预计将突破6000万大关，而在这6000万里面，也将会有越来越多的音箱产品搭载AI芯片。

2）安防摄像头——被所有AI芯片玩家看好的大火市场

随着市场经济的快速发展、技术的不断成熟、再加之国家政策的推动，中国安防产业的规模也在不断增长。根据佳都科技《人工智能技术白皮》显示，2017年安防市场规模将已经超过了6350亿，同比增长17.6%。

安防市场规模不断增长的同时，意味着以摄像头为主的安防设备数量增加（最近一年内，国内安防高清摄像头的出货量会在1亿颗左右），人眼监控已经看不过来了；再加之社会对安保要求的提升，安防产业越发重视事前预警，传统的人工审查方式已经远不足以满足产业需求，安防要求的是机器独立实时监控、实时报警。

▲嫌疑人轨迹追踪

由于AI能够对迅速对视频进行结构化处理，对人、车、物进行快速识别比对，机器不仅能认出逃犯、嫌疑人，还能记录分析他的实时位置，此类能力与公安、交警、民防等需求不谋而合。

毫不夸张地说，现在几乎所有AI芯片创业公司都将安防作为核心应用场景之一，纷纷推出内嵌于安防监控摄像头的AI芯片，成亿的研发资金砸向这块，称安防AI芯片为“当红炸子鸡”丝毫不为过。

▲国内创企深鉴公司推出的AI芯片，可搭载于安防IP摄像机内

此外，几个安防行业老牌巨头也在蠢蠢欲动着。安防是个集中度很高的传统行业，海康威视、大华股份、宇视科技这三大行业巨头加起来已经占了安放领域的半壁江山。这些安防巨头们有着积累深厚的行业经验，不仅是众多AI芯片公司的合作伙伴，其自身也在推进AI+安防的步伐。

举个例子，宇视科技在AI+安防领域已经发布了一整套AI整体解决方案，涉及嵌入了GPU芯片的前端智能摄像机、人脸识别速通门、后端数据中心一体机等。不过宇视首席架构师姚华向记者提到，与AI初创不同，宇视这类传统安防企业除了研发AI技术外，还需要重点关注这一技术的工程化和落地性，比如用户机房耗电量、发热量等工程性问题。安防AI化的全面铺开并没有那么容易。

而在发改委的2018年“互联网+”、人工智能创新发展和数字经济试点重大工程拟支持项目名单上，海康海康威视的“计算机视觉AI芯片研发及产业化项目”赫然纸上。