因?yàn)閷I(yè)
所以領(lǐng)先
人工智能芯片(AI芯片)廣義上是指專門用于處理人工智能相關(guān)計(jì)算任務(wù)的芯片,這些芯片經(jīng)過軟硬件優(yōu)化,可以高效支持AI應(yīng)用,如視覺、語音、自然語言處理等智能處理任務(wù)。從不同角度可進(jìn)行多種分類:
按在網(wǎng)絡(luò)中的位置分類:可分為云端AI芯片、邊緣及終端AI芯片。云端AI芯片主要用于處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的訓(xùn)練和推理任務(wù),具有強(qiáng)大的計(jì)算能力;邊緣及終端AI芯片則用于設(shè)備端,如智能手機(jī)、智能攝像頭等,需要在較低的功耗下實(shí)現(xiàn)快速的響應(yīng)處理 。
按實(shí)踐目標(biāo)分類:可分為訓(xùn)練芯片和推理芯片。訓(xùn)練芯片需要處理海量數(shù)據(jù),對計(jì)算能力要求極高,用于構(gòu)建人工智能模型;推理芯片則主要負(fù)責(zé)根據(jù)訓(xùn)練好的模型進(jìn)行預(yù)測和決策,注重快速響應(yīng)和較低的功耗 。
按技術(shù)路線分類:主要包括GPU(圖形處理器)、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)、ASIC(專用集成電路)、ASIP等類別。GPU原本主要用于圖形處理,由于其并行計(jì)算能力強(qiáng)被廣泛應(yīng)用于人工智能計(jì)算;FPGA具有可重復(fù)編程的特性,適用于多種應(yīng)用場景的開發(fā)測試;ASIC則是針對特定任務(wù)進(jìn)行架構(gòu)層優(yōu)化設(shè)計(jì)的芯片,一旦制造完成,功能固定,具有高性能和低功耗的優(yōu)勢,適合大規(guī)模量產(chǎn);ASIP則是面向特定應(yīng)用領(lǐng)域的指令集處理器 <3>。
全球范圍內(nèi),人工智能芯片行業(yè)近年來迎來了爆發(fā)式增長。2023年全球AI芯片行業(yè)市場規(guī)模已達(dá)到564億美元,預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到902億美元,未來五年的復(fù)合增速將達(dá)到24.55%。中國是全球AI芯片市場的重要力量,市場規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大的趨勢。2018年,中國AI芯片市場規(guī)模約為64億元,到2021年增長至850億元,年均復(fù)合增長率高達(dá)67.7%。中研普華產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2023年我國人工智能芯片市場規(guī)模為553億元,2019 - 2023年CAGR(復(fù)合年均增長率)約為43.89%,增長速度迅猛。未來,隨著云計(jì)算、消費(fèi)電子、無人駕駛、智能手機(jī)等下游產(chǎn)業(yè)的不斷升級,中國AI芯片產(chǎn)業(yè)將保持高速發(fā)展態(tài)勢 。
技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)因素:深度學(xué)習(xí)算法是推動(dòng)AI芯片技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵力量。2014年陳天石博士研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布DianNao系列論文后,ASIC芯片研究領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。此后,各種類型的AI芯片技術(shù)不斷演進(jìn),朝著提高計(jì)算效率、降低功耗、提升性能等方向發(fā)展。例如在芯片的異構(gòu)計(jì)算方面,通過將不同類型的計(jì)算單元(如CPU、GPU、FPGA、ASIC等)集成在一個(gè)系統(tǒng)中,可以充分發(fā)揮各類計(jì)算單元的優(yōu)勢,提高整體性能;在小芯片技術(shù)方面,將多個(gè)小芯片組合在一起,能夠?qū)崿F(xiàn)更大的芯片規(guī)模,同時(shí)降低制造成本和難度;封裝技術(shù)的不斷改進(jìn)也有助于提高芯片的性能和可靠性 。
應(yīng)用現(xiàn)狀:AI芯片已廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。
智能制造業(yè):AI芯片在智能制造領(lǐng)域可以優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如通過對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析,AI芯片能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的異常情況,并作出調(diào)整決策,降低次品率,提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度和靈活性 。
智能駕駛領(lǐng)域:無人駕駛汽車依靠AI芯片來高效處理車載傳感器(如攝像頭、激光雷達(dá)等)所采集的大量數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策與控制。例如在道路識別、車輛檢測、行為預(yù)測等任務(wù)中,AI芯片快速處理數(shù)據(jù)以確保駕駛安全并優(yōu)化駕駛策略,是無人駕駛技術(shù)的核心算力支撐 。
智能安防方面:可以實(shí)現(xiàn)視頻結(jié)構(gòu)化等功能,通過在攝像頭終端加入AI芯片,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng),例如快速識別視頻中的人物、行為等關(guān)鍵信息,降低帶寬壓力;也可以將推理功能集成在邊緣服務(wù)器產(chǎn)品中,以實(shí)現(xiàn)對非智能攝像頭數(shù)據(jù)的后臺(tái)AI推理,有效提升安防監(jiān)控的智能化水平 。
消費(fèi)電子領(lǐng)域:在智能音箱、智能手機(jī)、智能家居等場景得到廣泛應(yīng)用,推動(dòng)了這些行業(yè)的智能化升級。例如智能手機(jī)中的AI芯片可以支持圖像識別、語音助手、智能拍照等功能;智能音箱中的AI芯片則是實(shí)現(xiàn)語音交互、智能推薦等功能的關(guān)鍵組件;智能家居設(shè)備中的AI芯片用來實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的智能化控制,提高家庭生活的便捷性和舒適度 。
數(shù)據(jù)中心是AI芯片的重要應(yīng)用場景之一,主要用于云端訓(xùn)練和推理工作。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,越來越多的數(shù)據(jù)需要在云端進(jìn)行處理和分析,這就對數(shù)據(jù)中心的計(jì)算能力提出了極高的要求。Nvidia在云端的訓(xùn)練和推理方面占據(jù)主導(dǎo)地位,其他芯片如華為升騰910、寒武紀(jì)MLU270等也在不斷參與競爭。通過在數(shù)據(jù)中心部署高性能的AI芯片,可以提高大規(guī)模數(shù)據(jù)處理的效率,加快深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練速度,進(jìn)而提升整個(gè)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)能力,為各類人工智能應(yīng)用如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等提供強(qiáng)大的算力支持 。
移動(dòng)終端包括手機(jī)、無人機(jī)等設(shè)備,其對AI芯片的需求主要體現(xiàn)在移動(dòng)端的推理任務(wù)。由于云端推理可能會(huì)因網(wǎng)絡(luò)延遲影響用戶體驗(yàn),移動(dòng)終端的AI芯片可以在本地進(jìn)行快速的推理操作,以實(shí)現(xiàn)如視頻特效、語音助手等功能。Apple A12 NeuralEngine和華為麒麟990等芯片都是移動(dòng)終端AI芯片的代表產(chǎn)品。例如在智能手機(jī)中,AI芯片能夠讓手機(jī)在拍照時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能美顏、場景識別等功能;在語音助手方面,能夠快速理解用戶的語音指令并作出響應(yīng),提供更加便捷的人機(jī)交互體驗(yàn);對于無人機(jī)來說,AI芯片可以助力飛行控制、目標(biāo)跟蹤和避障等功能 。
在醫(yī)療領(lǐng)域,AI芯片有著巨大的應(yīng)用潛力。通過智能分析醫(yī)療影像數(shù)據(jù),如X光、CT等影像,AI芯片可以幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)疾病、判斷病情嚴(yán)重程度和預(yù)測疾病發(fā)展趨勢。在疾病診斷方面,利用深度學(xué)習(xí)算法,AI芯片能夠?qū)Υ罅康牟±跋襁M(jìn)行學(xué)習(xí),識別影像中的病變特征,輔助醫(yī)生提高診斷的準(zhǔn)確性和效率。例如,在腫瘤檢測中,AI芯片可以快速定位疑似腫瘤區(qū)域,減少醫(yī)生的工作量并降低誤診率。此外,AI芯片還可以用于藥物研發(fā)過程中的分子結(jié)構(gòu)分析、臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面,加速新藥研發(fā)進(jìn)程 。
教育是另一個(gè)受益于AI芯片的新興領(lǐng)域。AI芯片可以通過智能分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,例如學(xué)生的在線學(xué)習(xí)軌跡、作業(yè)完成情況、課堂互動(dòng)表現(xiàn)等數(shù)據(jù),為教育者提供更全面的學(xué)情分析?;谶@些分析結(jié)果,教育者可以為學(xué)生制定個(gè)性化的教學(xué)方案。同時(shí),在智能教育場景中,如智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)、在線教育平臺(tái)等,AI芯片可以處理大量的教育資源數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)教育資源的精準(zhǔn)推薦,提高學(xué)習(xí)的針對性和效率,為學(xué)生帶來更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn) 。
在金融領(lǐng)域,AI芯片的應(yīng)用有助于提高金融系統(tǒng)的安全性和效率。例如,在風(fēng)險(xiǎn)識別方面,通過對海量的金融市場數(shù)據(jù)(如股票價(jià)格、債券收益、匯率波動(dòng)等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析,AI芯片可以構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型,提前預(yù)警金融風(fēng)險(xiǎn),幫助金融機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整投資策略和風(fēng)險(xiǎn)管理措施;在欺詐檢測方面,AI芯片可以分析交易行為數(shù)據(jù),識別異常的交易模式,包括信用卡欺詐、保險(xiǎn)欺詐、網(wǎng)絡(luò)金融詐騙等行為,保障金融用戶的資金安全;此外,AI芯片還可用于金融客戶的信用評估、投資組合優(yōu)化等任務(wù),提升金融機(jī)構(gòu)的服務(wù)質(zhì)量和競爭力 。
異構(gòu)計(jì)算的深化發(fā)展:異構(gòu)計(jì)算在AI芯片中的應(yīng)用將不斷深化。隨著人工智能應(yīng)用的復(fù)雜度不斷增加,單一類型的計(jì)算單元難以滿足需求,進(jìn)一步融合CPU、GPU、FPGA和ASIC等多種計(jì)算單元,優(yōu)化其協(xié)作方式,將能實(shí)現(xiàn)更高效的計(jì)算性能。例如,未來的AI芯片可能會(huì)在一個(gè)芯片中更加智能地分配不同類型計(jì)算任務(wù)給不同的計(jì)算單元,根據(jù)任務(wù)的實(shí)時(shí)需求,動(dòng)態(tài)調(diào)整各個(gè)單元之間的資源分配,最大程度地提高計(jì)算效率,降低功耗 。
小芯片技術(shù)與封裝技術(shù)演進(jìn):小芯片技術(shù)會(huì)朝著更高集成度發(fā)展,不僅能夠組合更多的小芯片,還能夠?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的功能。比如,在一個(gè)多小芯片組合的AI芯片中,可能涉及到包含不同功能(如計(jì)算、存儲(chǔ)、通信等功能)的小芯片,并且各小芯片之間的連接方式更加優(yōu)化。封裝技術(shù)方面,將朝著更高密度、更低損耗、更低成本的方向發(fā)展。新型的封裝技術(shù)如3D封裝、系統(tǒng)級封裝(SiP)等會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用,在提高芯片性能的同時(shí),有效地控制芯片的尺寸和制造成本,這對于需要大規(guī)模應(yīng)用的AI芯片來說至關(guān)重要 。
制程工藝的進(jìn)步:AI芯片的制程工藝將不斷縮小,可能會(huì)采用更先進(jìn)的制程工藝,如從目前的7納米朝著5納米、3納米甚至更小的制程發(fā)展。更小的制程工藝能夠在相同面積的芯片上集成更多的晶體管,從而提高芯片的計(jì)算能力,同時(shí)降低功耗。例如,當(dāng)制程從7納米縮小到5納米時(shí),芯片的性能可能會(huì)提升30% - 50%,功耗降低20% - 40% 。這將進(jìn)一步推動(dòng)AI芯片在高性能計(jì)算、邊緣計(jì)算等場景下的性能提升和效率優(yōu)化 。
傳統(tǒng)行業(yè)深入滲透:在傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,AI芯片的應(yīng)用將進(jìn)一步深入。例如在制造業(yè)中,除了目前的生產(chǎn)流程優(yōu)化,還將拓展到供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量追溯等環(huán)節(jié);在智能安防領(lǐng)域,從簡單的圖像識別發(fā)展到行為分析、態(tài)勢感知等更復(fù)雜的功能,并且與其他技術(shù)(如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù))融合,構(gòu)建更智能的安防體系。這種深入的滲透能夠提高傳統(tǒng)行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化水平,創(chuàng)造更多的價(jià)值,進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,提高行業(yè)的生產(chǎn)效率和競爭力 。
新興行業(yè)的全面覆蓋:隨著人工智能技術(shù)在更多新興行業(yè)的嘗試和應(yīng)用,AI芯片也將隨之全面覆蓋這些領(lǐng)域。在醫(yī)療健康領(lǐng)域,除了診斷和藥物研發(fā),還將涉足康復(fù)治療、健康管理等方面;教育領(lǐng)域?qū)?shí)現(xiàn)更個(gè)性化的全流程教育服務(wù),包括智能招生、個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃等;金融領(lǐng)域?qū)⒃趨^(qū)塊鏈技術(shù)的融合下,構(gòu)建更安全高效的金融服務(wù)體系等。此外,在農(nóng)業(yè)、能源等行業(yè),AI芯片也將逐步找到應(yīng)用場景,助力這些行業(yè)的智能化變革和發(fā)展 。
政策支持下的企業(yè)壯大:中國政府高度重視半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,出臺(tái)了一系列政策扶持國內(nèi)芯片企業(yè)。這些政策將促使更多的資源(資金、人才、技術(shù)等)匯聚到國內(nèi)的AI芯片企業(yè),有助于企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模,加大研發(fā)投入。例如,政府的產(chǎn)業(yè)扶持資金可以增強(qiáng)企業(yè)的資金實(shí)力,支持企業(yè)開展高端芯片的研發(fā)項(xiàng)目;人才政策能夠吸引更多的芯片設(shè)計(jì)、制造等方面的專業(yè)人才回國發(fā)展,充實(shí)企業(yè)的人才隊(duì)伍,從而提升企業(yè)的整體競爭力 。
國產(chǎn)替代之路邁進(jìn):隨著國內(nèi)芯片企業(yè)的不斷壯大,國產(chǎn)AI芯片在國內(nèi)市場的份額將逐步增加,逐步替代國外的芯片產(chǎn)品。在一些細(xì)分領(lǐng)域,國內(nèi)的AI芯片已經(jīng)具備相當(dāng)?shù)膶?shí)力,如寒武紀(jì)的思元系列AI芯片等。隨著國產(chǎn)化進(jìn)程的加速,在越來越多的應(yīng)用場景中,本土企業(yè)將能夠提供性能可靠、性價(jià)比高的AI芯片產(chǎn)品,這不僅有助于保障國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈安全,也有助于推動(dòng)整個(gè)國家人工智能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,減少對國外高端芯片的依賴,奠定我國在人工智能芯片領(lǐng)域的自主地位 。
上下游企業(yè)間的合作加深:在人工智能芯片產(chǎn)業(yè)鏈中,上下游企業(yè)之間的合作將更加緊密。上游的材料和設(shè)備供應(yīng)商將與芯片設(shè)計(jì)和制造企業(yè)加強(qiáng)協(xié)作。例如,半導(dǎo)體材料企業(yè)將與芯片研發(fā)企業(yè)提前溝通材料的性能需求,共同開發(fā)適用于高性能AI芯片的新型半導(dǎo)體材料;設(shè)備供應(yīng)商則會(huì)根據(jù)芯片制造企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃和工藝要求,優(yōu)化設(shè)備的供應(yīng)和維護(hù)服務(wù)。下游的應(yīng)用企業(yè)(如智能手機(jī)、智能汽車、智能家電等企業(yè))也將與上游的AI芯片企業(yè)建立更深入的合作關(guān)系,共同開展針對具體應(yīng)用場景的芯片定制開發(fā)工作,以滿足市場對AI芯片差異化的需求,從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就將硬件和軟件進(jìn)行優(yōu)化集成,提高產(chǎn)品的整體性能 。
跨領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)融合加速:AI芯片作為人工智能產(chǎn)業(yè)的核心硬件基礎(chǔ),將加速與其他領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)融合。例如,與通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)融合,隨著5G網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用,AI芯片將與5G基站、5G終端設(shè)備等緊密結(jié)合,充分發(fā)揮5G的高速低延遲特性,提升AI芯片的邊緣計(jì)算能力和數(shù)據(jù)交互效率,實(shí)現(xiàn)更加智能快捷的應(yīng)用體驗(yàn);與能源產(chǎn)業(yè)融合,通過優(yōu)化能源管理系統(tǒng),利用AI芯片對能源的生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行智能監(jiān)測和精準(zhǔn)控制,提高能源利用效率,推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型;與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)融合,可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能監(jiān)測、作物生長狀況的精準(zhǔn)分析、農(nóng)業(yè)機(jī)器人的智能控制等,提高農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化水平和生產(chǎn)效益 。
目前,全球AI芯片市場競爭格局主要集中在國際巨頭如英偉達(dá)(NVIDIA)、英特爾(Intel)、AMD等公司。
英偉達(dá)領(lǐng)先地位:英偉達(dá)作為全球最大的AI芯片供應(yīng)商,在市場份額方面占據(jù)領(lǐng)先地位。其GPU技術(shù)在訓(xùn)練和推理任務(wù)中占據(jù)明顯優(yōu)勢,引領(lǐng)著人工智能芯片的性能和效率的發(fā)展。英偉達(dá)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品推廣和市場運(yùn)營方面具有強(qiáng)大的實(shí)力,例如其開發(fā)的軟件平臺(tái)被廣泛應(yīng)用于AI工程師構(gòu)建各類大模型(如OpenAI的ChatGPT等程序的構(gòu)建),從而形成了一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng),進(jìn)一步鞏固了其在AI芯片市場的統(tǒng)治地位。此外,英偉達(dá)還通過收購其他公司拓展其業(yè)務(wù)領(lǐng)域,如收購Mellanox和Arm等公司,分別拓展其在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和指令集架構(gòu)方面的能力,提升自己的市場競爭力 。
英特爾產(chǎn)品線與技術(shù)優(yōu)勢:英特爾在CPU和FPGA方面擁有深厚的技術(shù)根基,它憑借多年在半導(dǎo)體行業(yè)的積累,針對不同應(yīng)用優(yōu)化芯片架構(gòu),提供多樣化選擇。英特爾的CPU產(chǎn)品在傳統(tǒng)計(jì)算領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,同時(shí)將其技術(shù)優(yōu)勢拓展到人工智能芯片市場,使其能夠在一些對AI芯片有特殊需求(如與現(xiàn)有CPU體系架構(gòu)融合較好的場景)的領(lǐng)域占據(jù)一定份額;在FPGA方面,英特爾的產(chǎn)品具有可重復(fù)編程的特性,能夠滿足部分對靈活性有要求的AI應(yīng)用場景開發(fā)需求,尤其是在一些需要快速迭代和定制化的項(xiàng)目中具備競爭力 。
AMD競爭價(jià)值:AMD是僅次于英偉達(dá)的全球第二大GPU生產(chǎn)商,生產(chǎn)用于數(shù)據(jù)中心的強(qiáng)大AI加速器芯片,包括MI300X,一些公司如Meta和微軟將其作為英偉達(dá)系統(tǒng)的替代方案。雖然目前AMD的AI芯片業(yè)務(wù)規(guī)模和市場份額相對英偉達(dá)較小,但在特定市場和客戶群體中有一定競爭力。例如,AMD在近期采取裁員4%措施以在人工智能芯片領(lǐng)域爭取更強(qiáng)的市場地位,足見其對這一市場的重視和競爭決心,并且AMD預(yù)測到2028年AI芯片市場的總規(guī)模將達(dá)到5000億美元,也期望能在這個(gè)快速增長的市場中分得更大的份額 。
國內(nèi)企業(yè)在AI芯片領(lǐng)域也展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展勢頭,如華為海思、寒武紀(jì)、地平線、云天勵(lì)飛、中星微電子等:
華為海思綜合實(shí)力:華為海思具有最長遠(yuǎn)的發(fā)展歷程,在芯片設(shè)計(jì)技術(shù)方面較為成熟,產(chǎn)品覆蓋低端到高端,麒麟系列人工智能芯片在智能手機(jī)等領(lǐng)域具有較大的市場份額。其涉及的領(lǐng)域廣泛,不僅在消費(fèi)電子設(shè)備中有成功的芯片產(chǎn)品,而且在通信設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等相關(guān)應(yīng)用場景下的AI芯片研發(fā)也有深厚的積累。然而華為也面臨著外部壓力,如受到美國制裁等情況,這對其芯片業(yè)務(wù)產(chǎn)生了一定影響,但華為海思始終積極應(yīng)對,不斷加大研發(fā)投入,提升自主創(chuàng)新能力,保持在國內(nèi)AI芯片市場的競爭力 。
寒武紀(jì)的特色發(fā)展:寒武紀(jì)作為國內(nèi)領(lǐng)先的AI芯片設(shè)計(jì)公司,其研發(fā)的思元系列AI芯片在性能和功耗方面表現(xiàn)出色,得到了市場的廣泛認(rèn)可。寒武紀(jì)專注于AI芯片的設(shè)計(jì)研發(fā),以人工智能芯片為核心,在智能駕駛等領(lǐng)域快速開辟商業(yè)落地路徑,并憑借強(qiáng)大的技術(shù)新優(yōu)勢,在智能駕駛領(lǐng)域占據(jù)顯著優(yōu)勢。比如寒武紀(jì)的芯片可以為智能汽車提供高效的算力支持,用于處理諸如路況識別、車輛自動(dòng)駕駛決策等復(fù)雜的計(jì)算任務(wù),推動(dòng)智能汽車的發(fā)展 。
地平線的市場布局:地平線在人工智能芯片領(lǐng)域也有著深入的布局與研發(fā)投入,并取得了矚目的成績。其芯片產(chǎn)品在智能駕駛、智能家居等多個(gè)市場領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景,并開展了一系列的戰(zhàn)略合作,與眾多汽車制造商、智能設(shè)備廠商等合作,推動(dòng)AI芯片的產(chǎn)品落地和市場推廣。通過與客戶建立緊密的合作關(guān)系,地平線能夠更好地了解客戶需求,優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)和性能,提升產(chǎn)品在市場中的競爭力 。
產(chǎn)品差異化:各企業(yè)采用產(chǎn)品差異化策略獲取競爭優(yōu)勢。英偉達(dá)主要在高端圖形處理和深度學(xué)習(xí)計(jì)算領(lǐng)域以高性能GPU產(chǎn)品為主導(dǎo);英特爾則強(qiáng)調(diào)在CPU和FPGA的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域并將其技術(shù)延伸到AI芯片相關(guān)領(lǐng)域;AMD注重GPU在數(shù)據(jù)中心和通用計(jì)算場景下的性價(jià)比。國內(nèi)企業(yè)方面,寒武紀(jì)以人工智能算法與定制芯片架構(gòu)深度結(jié)合為特色進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā);地平線專注于邊緣人工智能計(jì)算且針對不同物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備場景進(jìn)行芯片定制化。
生態(tài)構(gòu)建競爭:各大企業(yè)積極構(gòu)建自己的生態(tài)系統(tǒng)。英偉達(dá)構(gòu)建的生態(tài)已經(jīng)廣泛涉及到深度學(xué)習(xí)框架、軟件工具、云計(jì)算平臺(tái)等,與大量AI開發(fā)者和企業(yè)用戶形成緊密聯(lián)系;英特爾也在積極整合其在硬件、軟件、庫函數(shù)等資源構(gòu)建面向AI開發(fā)和部署的生態(tài)。在國內(nèi),華為海思憑借華為在通信設(shè)備、智能手機(jī)、企業(yè)服務(wù)等多領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局構(gòu)建交叉關(guān)聯(lián)的AI芯片生態(tài)體系;寒武紀(jì)等企業(yè)也在不斷加強(qiáng)與硬件廠商、軟件開發(fā)商等合作構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟,以此增加用戶粘性并拓寬市場份額。
算法進(jìn)步的推動(dòng):深度學(xué)習(xí)算法的不斷進(jìn)步對AI芯片的發(fā)展有著重要影響。例如新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化算法的出現(xiàn)都可能促使AI芯片需要進(jìn)行相應(yīng)的架構(gòu)調(diào)整以適應(yīng)新的計(jì)算模式。如果算法朝著大規(guī)模數(shù)據(jù)并行處理的方向發(fā)展,那么AI芯片就需要提高并行計(jì)算單元的效率或者增加并行處理能力;如果算法是針對低精度計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化,AI芯片則需要在支持的數(shù)據(jù)類型、計(jì)算精度控制等方面做出改進(jìn)。一個(gè)典型的例子是隨著Transformer算法架構(gòu)在自然語言處理領(lǐng)域的流行,AI芯片需要優(yōu)化針對這種架構(gòu)的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)處理速度,以更高效地支持基于Transformer的模型訓(xùn)練和推理任務(wù)如BERT、GPT系列模型。
芯片制程工藝:芯片制程工藝的發(fā)展水平直接決定了AI芯片的性能和成本。更小的制程工藝(如從7納米到5納米甚至3納米)可以在單位面積內(nèi)集成更多的晶體管從而增加運(yùn)算處理能力并降低功耗。臺(tái)積電、英特爾等在芯片制程工藝研發(fā)上的進(jìn)展影響著AI芯片企業(yè)的產(chǎn)品更新?lián)Q代速度和市場競爭力。如果一家AI芯片企業(yè)能夠更快速地采用前沿的制程工藝,就能在性能和功耗上占據(jù)優(yōu)勢進(jìn)而贏得市場份額;相反如果制程工藝落后就可能導(dǎo)致產(chǎn)品在性能、功耗方面不如競爭對手產(chǎn)品從而失去市場機(jī)會(huì)。
架構(gòu)創(chuàng)新要求:AI芯片的架構(gòu)創(chuàng)新是提升性能的關(guān)鍵因素之一。傳統(tǒng)的馮·諾依曼架構(gòu)在處理AI任務(wù)時(shí)存在數(shù)據(jù)傳輸瓶頸等問題,因此創(chuàng)新架構(gòu)(如類腦計(jì)算架構(gòu)、存算一體架構(gòu)等)的研究和應(yīng)用能夠提高AI芯片的效率和性能。類腦計(jì)算架構(gòu)模仿人類大腦神經(jīng)元的工作方式實(shí)現(xiàn)大規(guī)模并行計(jì)算、異步控制等功能有助于提高芯片性能同時(shí)降低功耗;存算一體架構(gòu)將存儲(chǔ)單元和計(jì)算單元融合能減少數(shù)據(jù)傳輸延遲極大提高芯片的處理速度,新型架構(gòu)主流化速度和應(yīng)用成熟度好壞極大影響AI芯片市場的產(chǎn)品多樣性和市場競爭格局。
新興產(chǎn)業(yè)帶動(dòng):新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了大量對AI芯片的需求。如無人駕駛產(chǎn)業(yè)需要AI芯片來處理各種傳感器(攝像頭、雷達(dá)等)的海量數(shù)據(jù)做出即時(shí)決策保障行車安全;在智能家居領(lǐng)域各種智能設(shè)備(智能音箱、智能空調(diào)等)需要AI芯片進(jìn)行語音識別、環(huán)境感知、設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制等功能。這些新興產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)是推動(dòng)AI芯片市場增長的活躍因素,它們對AI芯片的性能、功耗、成本往往有著不同的需求和側(cè)重點(diǎn),引導(dǎo)著AI芯片企業(yè)不斷調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向并開拓新的市場。
消費(fèi)電子市場影響:消費(fèi)電子市場(智能手機(jī)、平板電腦等)對AI芯片的消費(fèi)數(shù)量巨大并且需求不斷變化。智能手機(jī)功能不斷進(jìn)化,如高清拍照中的圖像識別、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中的環(huán)境理解、語音助手等功能都依賴強(qiáng)大的AI芯片支撐;消費(fèi)者對于手機(jī)拍照質(zhì)量、語音識別準(zhǔn)確率、電池續(xù)航(與芯片功耗相關(guān))等使用感受直接影響手機(jī)廠商對AI芯片的性能、功耗、成本方面的要求,進(jìn)而影響芯片市場的供求關(guān)系和競爭態(tài)勢。如果消費(fèi)電子市場對某一性能特征(如更低功耗或者更高AI處理效率)有強(qiáng)烈需求,那么AI芯片企業(yè)就會(huì)投入更多研發(fā)資源滿足這一需求并爭奪這一市場份額。
數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張:數(shù)據(jù)中心作為云端計(jì)算、存儲(chǔ)和處理的重要基礎(chǔ)設(shè)施在AI時(shí)代對于AI芯片需求呈現(xiàn)出快速增長的態(tài)勢。一方面隨著社交媒體、電子商務(wù)等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)產(chǎn)生海量的用戶數(shù)據(jù)需要數(shù)據(jù)中心處理而且這些處理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)中逐漸增加智能化成分(如個(gè)性化推薦算法實(shí)施、數(shù)據(jù)安全智能監(jiān)控等);另一方面隨著人工智能服務(wù)(如各種AI云平臺(tái)提供深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練和推理服務(wù))的發(fā)展數(shù)據(jù)中心需要不斷升級服務(wù)器配置,采用更多高性能AI芯片提升數(shù)據(jù)處理能力以滿足日益增長的客戶需求,數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模擴(kuò)張速度、數(shù)據(jù)處理智能化升級需求直接與AI芯片市場增長和技術(shù)發(fā)展要求緊密相關(guān)。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)扶持政策:國內(nèi)政府出臺(tái)了一系列產(chǎn)業(yè)扶持政策對AI芯片市場具有積極的促進(jìn)作用。例如《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》從財(cái)稅、投融資、研究開發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識產(chǎn)權(quán)、市場應(yīng)用、國際合作等8個(gè)方面對集成電路和軟件產(chǎn)業(yè)進(jìn)行扶持,這為AI芯片企業(yè)提供了資金、人才、研發(fā)等多方面的優(yōu)惠和支持,促使更多企業(yè)投身于AI芯片的研發(fā)和生產(chǎn),有助于提升國內(nèi)AI芯片產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平和市場競爭力,加速國產(chǎn)替代的進(jìn)程,從而影響整個(gè)AI芯片市場的市場份額分配和產(chǎn)業(yè)格局 。
國際政策和貿(mào)易環(huán)境:國際政策和貿(mào)易環(huán)境(如出口管制等)對AI芯片市場的發(fā)展有著重要影響。美國等國家對某些關(guān)鍵技術(shù)(如芯片制造設(shè)備、高端芯片技術(shù))實(shí)行出口管制措施,這直接影響了部分國家和地區(qū)的企業(yè)獲取最先進(jìn)技術(shù)和資源的能力。以華為海思為例在受到美國出口管制影響下其高端芯片的制造面臨重重困難影響了其產(chǎn)品市場供貨能力和全球市場份額保持;同時(shí)這種貿(mào)易環(huán)境也促使受影響國家和地區(qū)加大自主研發(fā)投入向國產(chǎn)芯片技術(shù)自主可控方向努力從而改變了全球AI芯片產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的方向、市場競爭格局和技術(shù)交流格局。
頭部企業(yè)競爭博弈:在AI芯片市場中的頭部企業(yè)(英偉達(dá)、英特爾、華為海思等)間的競爭博弈狀態(tài)直接影響著整個(gè)市場的發(fā)展走向。如英偉達(dá)和AMD間的競爭促使雙方不斷在GPU性能、能效比、價(jià)格等方面進(jìn)行較量,英偉達(dá)為保持領(lǐng)先地位不斷推出新的GPU產(chǎn)品線占據(jù)更多數(shù)據(jù)中心、人工智能研究機(jī)構(gòu)的市場份額而AMD則不斷追趕采用技術(shù)升級、成本控制等策略試圖擴(kuò)大用戶群;英特爾和其他FPGA制造商之間也存在明顯競爭,英特爾不斷改進(jìn)其FPGA架構(gòu)和工具鏈等影響著FPGA市場供需關(guān)系和價(jià)格走勢;國內(nèi)頭部企業(yè)之間也在國內(nèi)國際市場爭搶份額。這種競爭一方面會(huì)加速AI芯片技術(shù)發(fā)展推動(dòng)產(chǎn)品性能提升降低成本另一方面如果處理不當(dāng)可能導(dǎo)致惡性競爭使整個(gè)市場環(huán)境惡化影響中小企業(yè)的生存空間和發(fā)展機(jī)遇。
新進(jìn)入者挑戰(zhàn):AI芯片市場的高增長率吸引了眾多新進(jìn)入者試圖參與市場競爭。這些新進(jìn)入者可能是具有一定芯片技術(shù)基礎(chǔ)的傳統(tǒng)半導(dǎo)體企業(yè)向AI芯片領(lǐng)域擴(kuò)張比如某些通信芯片制造商進(jìn)軍AI芯片市場;也可能是具有強(qiáng)大資本支持的新興科技企業(yè)跨界而入。新進(jìn)入者帶來新的技術(shù)思路、產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念或者商業(yè)模式例如一些新進(jìn)入者可能專注于開發(fā)低能耗低成本的AI芯片策略來滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場需求或者針對特定小眾市場推出高定制化的AI芯片服務(wù)。這些新進(jìn)入者的挑戰(zhàn)一方面促使現(xiàn)有企業(yè)加快創(chuàng)新和優(yōu)化市場戰(zhàn)略另一方也可能會(huì)在短期內(nèi)擾亂市場秩序增加行業(yè)競爭不確定性使得整個(gè)AI芯片市場前景變得更為復(fù)雜多變。
芯片封裝清洗介紹
合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。
水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要,一旦選定,就會(huì)作為一個(gè)長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。
污染物有多種,可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣,通電后發(fā)生電化學(xué)遷移,形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體,造成低電阻通路,破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層,在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物,還有粒狀污染物,例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等,這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。
這么多污染物,到底哪些才是最備受關(guān)注的呢?助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中,它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分,焊后必然存在熱改性生成物,這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo),從產(chǎn)品失效情況來而言,焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素,離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降,松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大,嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效,因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗,才能保障電路板的質(zhì)量。
合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù),滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求,打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位,為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。