（圖片來源：File Photo）
互聯(lián)網(wǎng)巨頭們正開啟“造芯”時代。
近日，據(jù)路透社報道，字節(jié)跳動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AI芯片研發(fā)團隊；而百度近日也宣布旗下AI芯片部門“昆侖”完成獨立融資，投后估值達130億元人民幣；騰訊則被曝有一個大概50人規(guī)模的團隊正研發(fā)設(shè)計芯片產(chǎn)品，其自研的AI芯片也已流片。
據(jù)鈦媒體App的統(tǒng)計，在市值排名前二十的中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭中，除了拼多多、貝殼、好未來、新東方等零星幾家企業(yè)沒有在芯片產(chǎn)業(yè)入局之外，超過75%的中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)均在芯片上有跨界動作。
這樣的現(xiàn)象并非中國所獨有。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”？
事實上，作為實現(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)動力。
隨著中國積極推進新基建戰(zhàn)略工程，其有望為AI芯片帶來更為廣闊的市場空間，巨大利潤面前，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)搭上新風口。根據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計，預計到2025年，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過4000億元，這將使AI芯片市場規(guī)模超過300億元人民幣，年均增速高達20%。
不過，半導體產(chǎn)業(yè)鏈過于復雜，技術(shù)難度遠高于互聯(lián)網(wǎng)模式。當前阿里巴巴、百度等企業(yè)都布局產(chǎn)業(yè)鏈上游中的芯片設(shè)計環(huán)節(jié)，先進工藝則交給臺積電、三星等下游企業(yè)代工封測。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”等風險因素。
“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。”新思科技中國副總經(jīng)理謝仲輝對鈦媒體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系統(tǒng)理解的優(yōu)勢，通過軟件算法與芯片硬件的協(xié)調(diào)優(yōu)化實現(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，從而讓芯片實力達到更高水平，最后匹配到產(chǎn)品對應(yīng)的場景應(yīng)用和用戶體驗當中。
謝仲輝從2002年起在中國芯片產(chǎn)業(yè)耕耘，擁有超過26年的半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，目前擔任新思科技（Synopsys）中國副總經(jīng)理、芯片設(shè)計自動化事業(yè)部總經(jīng)理。新思科技成立于1986年，是全球芯片電子設(shè)計自動化（以下簡稱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)計中不可缺少的軟件工具，被譽為芯片設(shè)計之母。
隨著數(shù)字經(jīng)濟的不斷深化，芯片產(chǎn)業(yè)將迎來新的發(fā)展窗口，新思科技作為全球排名第一的EDA領(lǐng)導者，將在其中扮演“關(guān)鍵角色”，旨在打造未來芯片產(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體行業(yè)的不同環(huán)節(jié)，其中不乏臺積電、三星、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、百度、阿里巴巴、燧原、地平線、寒武紀等國內(nèi)外知名企業(yè)。
（詳見鈦媒體前文：《國產(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。芯片研發(fā)更多是為了給客戶帶來更好的使用體驗，從而將應(yīng)用場景貫穿到芯片設(shè)計流程里面。
在半導體行業(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”：當價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。
但隨著時代的進步，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。為了滿足深度學習算法的需求，AI芯片應(yīng)運而生。
相比傳統(tǒng)CPU處理器，AI芯片具有更多的ALU（邏輯運算單元），能夠通過不斷的數(shù)據(jù)訓練，以執(zhí)行簡單指令，從而應(yīng)用于需更多算力的實際交互場景。
從技術(shù)路線上來說，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。從機器學習技術(shù)的工作負載來說，主要分為訓練型AI芯片和推理型AI芯片兩類。
其中，訓練型芯片需要大量內(nèi)存能力，通過在芯片中喂龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用算法來獲得接近準確的數(shù)據(jù)，這類芯片大都用于數(shù)據(jù)中心等場景中；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，在預訓練模型中獲得數(shù)據(jù)響應(yīng)，從而實現(xiàn)面部識別等功能，這是一種輕量級的工作負載。如今，物聯(lián)網(wǎng)和智能手機中都存在著著重于發(fā)展推理硬件。
具體來說，互聯(lián)網(wǎng)巨頭自研芯片的去處主要有兩個：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，從而進行運算、推理，提高其計算能力，例如2019年云棲大會上，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言處理（NLP）技術(shù)當中，利用芯片的高算力優(yōu)勢，提升語音識別、人臉識別能力，讓硬件更加智能。例如隨著時間的推移，百度、阿里和小米等智能音箱的語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。
當然，未來AI芯片也可以應(yīng)用于電動汽車領(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)計的“昆侖”芯片搭載至汽車當中，提升自動駕駛能力；另外，小鵬汽車也宣布正在研發(fā)AI芯片，提升自動駕駛相關(guān)的算法能力。
謝仲輝對鈦媒體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。
“其實有時候，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)制造的芯片性能不一定比通用芯片強，但搭載這些專用芯片的產(chǎn)品擁有更具差異化的優(yōu)勢。這主要由于互聯(lián)網(wǎng)巨頭們在算法能力方面實力比較強，最終到產(chǎn)品場景、用戶體驗中更勝一籌。其實說穿了，AI技術(shù)是基于算法，算力和數(shù)據(jù)，以達到最好的用戶體驗。”謝仲輝表示。
新思科技中國副總經(jīng)理謝仲輝（圖片來源：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)勢是算法和數(shù)據(jù)。而作為第一個充分利用并處理數(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。通過收集終端用戶的體驗，配合數(shù)據(jù)和算法的優(yōu)化，并反饋到芯片設(shè)計流程當中，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，而EDA軟件工具則能夠為互聯(lián)網(wǎng)公司提供這樣的平臺。
謝仲輝表示，在后摩爾定律的時代，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們在芯片設(shè)計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工藝中，帶來的技術(shù)好處不像之前那樣直接與線性；此外，在流片費用、芯片設(shè)計復雜度以及開發(fā)周期等挑戰(zhàn)也大幅提高。
那么，如何解決賦能后摩爾時代集成電路設(shè)計的需要呢？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，需要從軟件、算法、架構(gòu)、軟硬件系統(tǒng)協(xié)同等方面進行設(shè)計優(yōu)化；二是在芯片數(shù)字設(shè)計到芯片物理實現(xiàn)，需要從設(shè)計、實現(xiàn)、工藝和封裝重新思考，需要新的設(shè)計方法學和技術(shù)驅(qū)動來滿足項目的技術(shù)與市場預期。
“傳統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計相對獨立的設(shè)計與驗證方法學給項目成功帶來了比較多的不確定性和風險”。為此，謝仲輝表示，新思科技提出了Triple Shift Left理念，來降低項目的風險，減少IC設(shè)計流程中軟硬件設(shè)計及驗證耗費巨大的時間和成本。
在EDA軟件部分，謝仲輝指出，AI芯片需要更接近場景化的EDA工具，在數(shù)字EDA部分需求更為強烈。
在謝仲輝看來，由于AI芯片, 尤其是專注在邊緣計算的終端類的AI芯片更為注重場景和應(yīng)用的優(yōu)化，需要一定的定制化、個性化芯片解決方案來滿足和優(yōu)化用戶體驗。
“AI應(yīng)用會根據(jù)特定的場景數(shù)據(jù)進行訓練，比如交通場景中的圖片，識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)用場景有一些脫節(jié)沒有進行優(yōu)化，芯片算力也無法充分發(fā)揮作用，最終體驗上也會打折扣。
盡管過去兩三年，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”寒武紀發(fā)布2020年財報。該公司全年實現(xiàn)營收4.59億元，同比增長3.38%，歸母凈虧損進一步收窄至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。
在“缺芯潮”愈演愈烈之際，以及國家鼓勵企業(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)展注入新的增長曲線。
當然，也有不少人對互聯(lián)網(wǎng)巨頭跨界造芯持樂觀謹慎態(tài)度。一位行業(yè)分析師告訴鈦媒體App，無論是百度昆侖，還是阿里含光，互聯(lián)網(wǎng)造芯依然處于量變積累的過程，還無法達到質(zhì)變。
“這個行業(yè)不可能一蹴而就，必須要踏踏實實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，部分場景仍需要大量的對外采購。
整體而言，芯片行業(yè)是一個投入大、周期長、見效慢的行業(yè)，技術(shù)完全國產(chǎn)化需要長期持續(xù)的資金和技術(shù)積累，很難用“砸金錢見回報”這種互聯(lián)網(wǎng)思維來處理。因此，實現(xiàn)快速追趕并不容易。
謝仲輝對鈦媒體App表示，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)或許可以用補貼等方式培養(yǎng)用戶習慣，快速獲取用戶，但芯片行業(yè)并非如此。“造芯”依然需要很長的技術(shù)積累和創(chuàng)新，以及較大的資金投入，實現(xiàn)了芯片與應(yīng)用體驗的差異化，才能在未來看到回報。
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芯片企業(yè)做設(shè)計方案，并將持續(xù)為這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)保駕護航。
他強調(diào)，無論是人才培養(yǎng)、技術(shù)支持還是資本合作，新思科技將一直與中國芯片產(chǎn)業(yè)共同成長，和整個產(chǎn)業(yè)鏈相互促進、協(xié)同發(fā)展，形成完整的生態(tài)系統(tǒng)，推動整個芯片產(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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