|
來(lái)源：全球半導體觀(guān)察 ChatGPT大放異彩之后，OpenAI公司于今年春節期間發(fā)布了文生視頻模型Sora，可以用文字指令生成長(cháng)達1分鐘的高清視頻，AI技術(shù)從文本、圖像滲透進(jìn)視頻領(lǐng)域，再次引發(fā)業(yè)界對生成式AI的討論與關(guān)注。 算力硬件是生成式AI的核心底座，核心環(huán)節包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )設備、存儲設備、芯片、IDC建設、光通信等。由于生成式AI需要大量計算與數據處理，AI芯片需求旺盛增長(cháng)，以英偉達為代表的半導體大廠(chǎng)業(yè)績(jì)與股價(jià)暴漲，相關(guān)產(chǎn)品長(cháng)期供不應求。 AI強勢推動(dòng)下，全球廠(chǎng)商爭相布局AI芯片，我國也不例外。目前國內AI芯片廠(chǎng)商有哪些？與英偉達等大廠(chǎng)有何差距，又有哪些自身優(yōu)勢？ AI芯片梳理 AI芯片廣義來(lái)講，指的是能運行AI算法的芯片。但業(yè)界通常意義的AI芯片是指對AI算法做了特殊加速設計的芯片，能處理AI應用中大量計算任務(wù)的模塊，這一概念下，AI芯片也被稱(chēng)之為加速器。 按技術(shù)分類(lèi)，AI芯片主要分為GPU、FPGA、ASIC等；按照功能分類(lèi)，AI芯片包括訓練（training）和推理（inference）兩類(lèi)；從應用場(chǎng)景來(lái)看，AI芯片則包括服務(wù)器端與移動(dòng)端兩類(lèi)，或者云端、邊緣與終端三類(lèi)。 
圖片來(lái)源：全球半導體觀(guān)察制表 全球AI芯片市場(chǎng)當前基本被以英偉達為代表的歐美大廠(chǎng)主導，業(yè)界數據顯示，英偉達以80%的市占率幾乎“壟斷”AI芯片市場(chǎng)。我國人工智能產(chǎn)業(yè)起步較晚，近幾年在國際形勢變化以及政策力挺的大環(huán)境下，國內AI芯片廠(chǎng)商逐漸嶄露頭角，在終端以及大模型推理方面表現相對出色，不過(guò)在門(mén)檻更高的GPU以及大模型訓練環(huán)節與國外大廠(chǎng)仍有追趕空間。 GPU為通用型芯片，目前在A(yíng)I芯片市場(chǎng)用量最大，通用型算力GPU已經(jīng)廣泛應用于人工智能模型訓練與推理領(lǐng)域。目前英偉達與AMD主導GPU市場(chǎng)，國內代表企業(yè)包括海光信息、景嘉微、燧原科技等。 FPGA為半定制芯片，具備低延時(shí)，開(kāi)發(fā)周期短等特性，與GPU相比，其適用于多指令，單數據流的分析，而不適合復雜算法的計算，主要用于深度學(xué)習算法中的推理階段，美國的賽靈思和英特爾是該領(lǐng)域翹楚，國內代表企業(yè)包括百度昆侖芯、深鑒科技等。 ASIC為全定制型AI芯片，在功耗、可靠性、 集成度等方面具備優(yōu)勢，主流產(chǎn)品包括流TPU芯片、NPU芯片、VPU芯片以及BPU芯片等，國外代表廠(chǎng)商包括谷歌、英特爾等，國內代表廠(chǎng)商包括華為、阿里巴巴、寒武紀、地平線(xiàn)等。 國內8家AI芯片廠(chǎng)商進(jìn)展 近年在A(yíng)I大勢與國產(chǎn)替代東風(fēng)下，國內AI芯片廠(chǎng)商抓住機遇加速發(fā)展，不僅百度、阿里巴巴、騰訊和華為等大廠(chǎng)加速自研AI芯片，而且AI芯片公司不斷涌現，并深受資本市場(chǎng)青睞。 以下將盤(pán)點(diǎn)國內8家AI芯片廠(chǎng)商進(jìn)展： 百度昆侖芯 百度對AI芯片的布局最早可以追溯到2011年，經(jīng)過(guò)七年發(fā)展，2018年百度自研AI芯片——昆侖1正式亮相，采用14nm工藝與自研XPU架構，于2020年量產(chǎn)，主要應用于百度搜索引擎、小度等業(yè)務(wù)。2021年3月，百度昆侖芯片完成獨立融資，同年8月，百度宣布第2代自研AI芯片——昆侖2正式量產(chǎn)，采用7nm制程，搭載自研的第二代XPU架構，相比1代性能提升2-3倍，通用性、易用性方面顯著(zhù)增強。 百度昆侖芯前兩代的產(chǎn)品已有數萬(wàn)片部署，第三代產(chǎn)品有望在2024年4月舉辦的百度Create AI開(kāi)發(fā)者大會(huì )上亮相。 阿里平頭哥 阿里平頭哥于2018年9月成立，是阿里巴巴全資半導體芯片業(yè)務(wù)主體，擁有端云一體全棧產(chǎn)品系列，涵蓋數據中心芯片、IoT芯片、處理器IP授權等，實(shí)現芯片端到端設計鏈路全覆蓋。 AI芯片布局上，阿里平頭哥2019年9月推出了其首款高性能人工智能推理芯片——含光800，基于12nm工藝與自研架構，集成了170億晶體管，性能峰值算力達820 TOPS。在業(yè)界標準的ResNet-50測試中，推理性能達到78563 IPS，能效比達500 IPS/W。 2023年8月，阿里平頭哥發(fā)布了首個(gè)自研RISC-V AI平臺，支持運行170余個(gè)主流AI模型，推動(dòng)RISC-V進(jìn)入高性能AI應用時(shí)代。同時(shí)，平頭哥宣布玄鐵處理器C920全新升級，C920執行GEMM（矩陣的矩陣乘法)計算較Vector方案可提速15倍。 2023年11月，阿里平頭哥玄鐵RISC-V上新了三款基于軟硬協(xié)同新范式的處理器（C920、C907、R910），大幅提升了加速計算能力、安全性及實(shí)時(shí)性，有望加速推動(dòng)RISC-V在自動(dòng)駕駛、人工智能、企業(yè)級SSD、網(wǎng)絡(luò )通信等場(chǎng)景和領(lǐng)域的大規模商用落地。 騰訊 2021年11月，騰訊宣布在三款芯片上已有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，分別為針對AI計算的紫霄、用于視頻處理的滄海以及面向高性能網(wǎng)絡(luò )的玄靈，其中紫霄已經(jīng)流片成功并點(diǎn)亮。 據悉，紫霄采用自研存算架構和自研加速模塊，可以提供高達3倍的計算加速性能和超過(guò)45%的整體成本節省。紫霄芯片為騰訊內部使用，不對外銷(xiāo)售，騰訊通過(guò)其云服務(wù)出租算力獲利。 近期，媒體報道知情人士稱(chēng)騰訊正考慮將紫霄V1作為英偉達A10芯片的替代品，用于A(yíng)I圖像和語(yǔ)音識別應用。此外，騰訊還將推出針對AI訓練優(yōu)化的紫霄V2 Pro芯片，以在未來(lái)取代英偉達L40S芯片。 華為 華為在2018全聯(lián)接大會(huì )上提出了華為AI戰略和全棧全場(chǎng)景AI解決方案，并發(fā)布了2顆全新的AI芯片：昇騰910（Ascend 910）和昇騰310（Ascend 310）。 兩款AI芯片均基于華為自研達芬奇架構，其中Ascend 910（用于訓練）采用7nm工藝，半精度達256TFOPs，功耗為350W，運算密度超越了英偉達Tesla V100和谷歌TPU v3。昇騰310屬于A(yíng)scend-mini系列第一顆華為商用AI SoC芯片，面向邊緣計算等低功耗領(lǐng)域。 基于昇騰910、昇騰310 AI芯片，華為還推出了Atlas AI計算解決方案。華為昇騰社區顯示，目前 Atlas 300T 產(chǎn)品有三個(gè)型號，分別對應昇騰 910A、910B、910 Pro B，最大 300W 功耗，前兩者 AI 算力均為 256 TFLOPS，而 910 Pro B 可達 280 TFLOPS（FP16）。據悉，華為昇騰芯片910B在2023年已經(jīng)獲得了大客戶(hù)至少5000套的訂單，預計會(huì )在2024年交付。業(yè)界認為，華為昇騰910B能力已經(jīng)基本做到可對標英偉達A100。 由于國內對于華為昇騰910B等國產(chǎn)AI芯片的需求激增，路透社近期報道華為計劃優(yōu)先生產(chǎn)昇騰910B，而這可能將會(huì )影響到Mate 60系列所搭載的麒麟9000s芯片的產(chǎn)能。 寒武紀 寒武紀成立于2016年，專(zhuān)注于人工智能芯片產(chǎn)品的研發(fā)與技術(shù)創(chuàng )新，提供云邊端一體、軟硬件協(xié)同、訓練推理融合、具備統一生態(tài)的系列化智能芯片產(chǎn)品和平臺化基礎系統軟件，產(chǎn)品廣泛應用于服務(wù)器廠(chǎng)商和產(chǎn)業(yè)公司。 成立以后，寒武紀推出多款芯片產(chǎn)品，覆蓋終端、云端與邊緣領(lǐng)域。其中終端芯片包括寒武紀1A、寒武紀1H、寒武紀1M 系列智能處理器；云端智能加速卡包括思元100、思元270、思元 290芯片和思元370；邊緣智能加速卡包括思元220芯片。 其中，思元290智能芯片是寒武紀的首顆訓練芯片，采用臺積電7nm先進(jìn)制程工藝，集成460億個(gè)晶體管，支持MLUv02擴展架構，全面支持AI訓練、推理或混合型人工智能計算加速任務(wù)。思元370則為該公司的主力產(chǎn)品，采用是7nm制程工藝，同時(shí)支持推理和訓練任務(wù)。此外，思元370也是寒武紀首款采用chiplet(芯粒)技術(shù)的AI芯片，集成了390億個(gè)晶體管，最大算力高達256TOPS(INT8)。 璧仞科技 壁仞科技創(chuàng )立于2019年，發(fā)展路徑上，壁仞科技將首先聚焦云端通用智能計算，逐步在人工智能訓練和推理、圖形渲染等多個(gè)領(lǐng)域趕超現有解決方案，實(shí)現國產(chǎn)高端通用智能計算芯片的突破。壁仞科技已完成B輪融資，總融資額超50億元人民幣，是國內成長(cháng)勢頭最為迅猛的“獨角獸”企業(yè)之一。 2021年，壁仞科技首款通用GPU芯片BR100系列正式交付開(kāi)始流片，2022年3月BR100成功點(diǎn)亮，同年8月BR100正式發(fā)布。 據悉，BR100系列基于壁仞科技自主原創(chuàng )的芯片架構開(kāi)發(fā)，采用成熟的7納米工藝制程，集成770億晶體管，16位浮點(diǎn)算力達到1000T以上、8位定點(diǎn)算力達到2000T以上，單芯片峰值算力達到PFLOPS級別。同時(shí)，BR100結合了包括Chiplet（芯粒技術(shù)）等在內的多項業(yè)內前沿芯片設計、制造與封裝技術(shù)，具有高算力、高能效、高通用性等優(yōu)勢。 地平線(xiàn) 地平線(xiàn)是國內高效能智能駕駛計算方案提供商，于2015年7月成立，經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，陸續推出多款AI芯片，產(chǎn)品主要包含旭日與征程系列，其中旭日系列面向AIOT市場(chǎng)，征程系列面向智能駕駛領(lǐng)域。 目前旭日系列已經(jīng)發(fā)展至第三代，旭日3M和旭日3E，分別對應高端和低端市場(chǎng)。性能方面，只需在 2.5W 的功耗下，旭日3能夠達到等效 5TOPS 的標準算力，較前一代大幅升級。 征程系列目前已經(jīng)迭代至第五代，征程5芯片于2021年發(fā)布，2022年9月全球首發(fā)量產(chǎn)，單顆芯片AI算力最高可達128 TOPS，支持16路攝像頭，可滿(mǎn)足車(chē)廠(chǎng)高級別自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)需求。 2023年11月，地平線(xiàn)宣布征程6系列將于2024年4月正式發(fā)布，并于2024年第四季度完成首批量產(chǎn)車(chē)型交付。據悉，已有多家車(chē)企與地平線(xiàn)達成意向合作，包括比亞迪、廣汽集團、大眾汽車(chē)集團旗下軟件公司CARIAD、博世等汽車(chē)領(lǐng)域頭部企業(yè)。 燧原科技 燧原科技于2018年3月成立，專(zhuān)注人工智能領(lǐng)域云端和邊緣算力，成立5年多已建成云端訓練和云端推理兩條產(chǎn)品線(xiàn)，并開(kāi)發(fā)出云燧®T10、云燧®T20/T21訓練產(chǎn)品以及云燧®i10、云燧®i20等推理產(chǎn)品。 燧原科技已于2023年9月宣布完成D輪融資20億元人民幣，由上海國際集團旗下子公司及產(chǎn)業(yè)基金，包括國際資管、國鑫創(chuàng )投、國方創(chuàng )新、金浦投資旗下上海金融科技基金、國和投資聯(lián)合領(lǐng)投，騰訊、美圖公司、武岳峰科創(chuàng )、允泰資本、弘卓資本、紅點(diǎn)中國、廣發(fā)乾和、達泰資本、浦東投控等多家新老股東跟投。 另?yè)襟w報道，燧原科技第三代AI芯片產(chǎn)品將于2024年初上市。 結語(yǔ) 展望未來(lái)，業(yè)界持續看好AI商用發(fā)展，并認為AI將使得大規模算力需求出現大量缺口，AI芯片市場(chǎng)前景值得期待。業(yè)界數據顯示，2022年全球AI芯片市場(chǎng)規模已經(jīng)達到了5800億美元，預計到2030年將超過(guò)萬(wàn)億美元。 以英偉達為代表的頭部AI芯片廠(chǎng)商自然將繼續受益，與此同時(shí)國內AI芯片廠(chǎng)商也有機會(huì )在A(yíng)I巨大風(fēng)口下，縮小差距，加速成長(cháng)。 |
