這些行業(yè)，將率先落地AI芯片

2021-5-26 16:34:45????點(diǎn)擊：

來(lái)源：聯(lián)想之星

       廣義上，所有面向AI應(yīng)用的芯片都可以稱為AI芯片。目前一般認(rèn)為是針對(duì)AI算法做了特殊加速設(shè)計(jì)的芯片?，F(xiàn)階段，這些人工智能算法一般以深度學(xué)習(xí)算法為主，也可以包括其他淺層機(jī)器學(xué)習(xí)算法。
人工智能芯片分類一般有按技術(shù)架構(gòu)分類、按功能劃分、按應(yīng)用場(chǎng)景分類三種分類方式，具體分類情況如圖所示：

       綜合微納電子與智能制造、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、電子工程專輯等資料，我們歸納了AI芯片的主要應(yīng)用場(chǎng)景，以及代表芯片。

       1、數(shù)據(jù)中心

       用于云端訓(xùn)練和推理，目前大多數(shù)的訓(xùn)練工作都在云端完成。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的視頻內(nèi)容審核、個(gè)性化推薦等都是典型的云端推理應(yīng)用。
       云端高性能芯片主要面向人工智能計(jì)算中的數(shù)據(jù)中心集中計(jì)算需求，主要用在智能服務(wù)器產(chǎn)品和云端人工智能計(jì)算場(chǎng)景中。根據(jù)IDC的研究數(shù)據(jù)，2019年中國(guó)智能服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模約為19.5億美元，2018年至2023年的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到27.09%，預(yù)計(jì)到2021年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到31.8億美元，市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)。

       云端主要的代表芯片有Nvidia-TESLA V100、Nvidia-TESLA T4等。Nvidia GPU在訓(xùn)練方面一家獨(dú)大，在推理方面也保持領(lǐng)軍位置。FPGA和ASIC因?yàn)榈凸?、低成本的?yōu)勢(shì)，也在持續(xù)搶奪GPU的市場(chǎng)的份額。

       2、移動(dòng)終端

       主要用于移動(dòng)端的推理，解決云端推理因網(wǎng)絡(luò)延遲帶來(lái)的用戶體驗(yàn)等問(wèn)題。典型應(yīng)用如視頻特效、語(yǔ)音助手等。通過(guò)在手機(jī)系統(tǒng)芯片（system on chip，SoC）中加入增加協(xié)處理器或?qū)Ｓ眉铀賳卧獊?lái)實(shí)現(xiàn)。受制于電量，手機(jī)對(duì)芯片的功耗有嚴(yán)格的限制。
       手機(jī)正常運(yùn)行離不開SoC芯片，SoC只有指甲蓋大小，卻“五臟俱全”，其集成的各個(gè)模塊共同支撐手機(jī)功能實(shí)現(xiàn)，如CPU負(fù)責(zé)手機(jī)應(yīng)用流暢切換、GPU支持游戲畫面快速加載，而NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器）就專門負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)AI運(yùn)算和AI應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。
       比如華為麒麟990系列能實(shí)現(xiàn)AI人像實(shí)時(shí)分割，精準(zhǔn)分割人物和背景，并將背景實(shí)時(shí)替換，還能精準(zhǔn)識(shí)別某一個(gè)體，并將其移除畫面。

       3、無(wú)人機(jī)

       對(duì)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，芯片是核心零部件，直接決定了無(wú)人機(jī)的操控性能、通信能力和處理圖像信息的能力。
       目前無(wú)人機(jī)的CPU和整體方案主要有大疆自研的飛控系統(tǒng)、高通提供的無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)平臺(tái)Snapdragon Flight，以及基于開源平臺(tái)APM、Px4等各種方案中用到的CPU。
       去年，高通推出了一個(gè)可用于機(jī)器人和無(wú)人機(jī)的5G系統(tǒng)——RB5。RB5系統(tǒng)是一套集硬件、軟件和開放工具于一體的平臺(tái)套件，可以幫助制造商創(chuàng)造出下一代高性能、低功耗機(jī)器人和無(wú)人機(jī)。
為了便于開發(fā)人員使用，開發(fā)工具包括一個(gè)主攝像頭，以及跟蹤、深度、飛行時(shí)間和其他攝像頭，還配備了磁性、壓力、溫度、超聲波和許多其他傳感器。高通承諾提供“類似保險(xiǎn)庫(kù)”的安全性，以確保設(shè)備不受損害。

       4、安防

       安防是目前最為明確的AI芯片應(yīng)用場(chǎng)景，主要任務(wù)是視頻結(jié)構(gòu)化。攝像頭終端加入AI芯片，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)、降低帶寬壓力。也可以將推理功能集成在邊緣的服務(wù)器級(jí)產(chǎn)品中。AI芯片要有視頻處理和解碼能力，主要考慮的是可處理的視頻路數(shù)以及單路視頻結(jié)構(gòu)化的成本。
       因圖像識(shí)別技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展較為成熟，智能安防的發(fā)展和普及相對(duì)較快。iiMedia Research（艾媒咨詢）數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)安防行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到8260億元，并且在過(guò)去五年保持不低于10%的增長(zhǎng)速度。
       愛芯科技成立于2019年5月，致力于打造世界領(lǐng)先的AI芯片，組建了從芯片設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)的全功能團(tuán)隊(duì)，核心成員均參與過(guò)10顆以上芯片的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，在產(chǎn)品規(guī)劃和產(chǎn)品落地上具有豐富經(jīng)驗(yàn)。
       5月14日，愛芯科技正式發(fā)布其自主研發(fā)的一款高性能、低功耗人工智能視覺處理器芯片——AX630A，該芯片性能優(yōu)越，可以廣泛適用于智慧城市、智慧零售、智能社區(qū)、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

       5、自動(dòng)駕駛

       AI芯片作為無(wú)人車的大腦，需要對(duì)汽車上大量傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做實(shí)時(shí)處理，對(duì)算力、功耗、可靠性都有非常高的要求。同時(shí)芯片需要滿足車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計(jì)的難度較大。
       在ADAS/自動(dòng)駕駛應(yīng)用場(chǎng)景下，AI芯片的核心價(jià)值就是實(shí)時(shí)處理行駛道路上的人、車、物等復(fù)雜環(huán)境的感知和決策。要處理來(lái)自不同傳感器（激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等）所采集的多樣化信息，AI芯片必須具有超高的算力和極致效能，因?yàn)檫@些信息的處理需要在非常高分辨率的情況下做大量計(jì)算，才能夠把環(huán)境感知做到足夠準(zhǔn)確。此外，這些感知和決策是和人的安全直接相關(guān)的，所以對(duì)精度和可靠性也有極高的要求。
       從產(chǎn)品功能來(lái)看，目前的自動(dòng)駕駛汽車芯片可以分為三類：

• ADAS即高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)芯片，也包括傳感器芯片，主要是支持L1-L2的駕駛輔助功能。
• 基于圖像處理器GPU的自動(dòng)駕駛汽車芯片。
  
• 支持自動(dòng)駕駛功能的外圍芯片，例如5G芯片、V2X芯片、數(shù)字座艙芯片、虛擬儀表芯片、信息安全芯片、胎壓監(jiān)測(cè)芯片和域控制器芯片等。
  

       汽車芯片是新能源汽車實(shí)現(xiàn)智能化和電動(dòng)化的核心硬件，面向自動(dòng)駕駛的芯片目前主要有Nvidia Orin、Xavier和Tesla的FSD等。英偉達(dá)的Orin曾推出全球首款L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛芯片產(chǎn)品，已被不少國(guó)內(nèi)汽車廠商采購(gòu)。

       目前，自動(dòng)駕駛芯片在架構(gòu)設(shè)計(jì)、研發(fā)投入與車規(guī)級(jí)應(yīng)用等方面仍處于較為前期的探索過(guò)程中，特別是國(guó)產(chǎn)汽車芯片的市場(chǎng)份額還有待提升，因此，突破本土自動(dòng)駕駛芯片技術(shù)的發(fā)展壁壘，將成為促進(jìn)未來(lái)中國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

       6、智能家居

       在AI+IoT時(shí)代，智能家居中的每個(gè)設(shè)備都需要具備一定的感知、推斷以及決策功能。為了得到更好的智能語(yǔ)音交互用戶體驗(yàn)，語(yǔ)音AI芯片進(jìn)入了端側(cè)市場(chǎng)。語(yǔ)音AI芯片相對(duì)來(lái)說(shuō)設(shè)計(jì)難度低，開發(fā)周期短。
       5月11日，中國(guó)對(duì)話式人工智能平臺(tái)企業(yè)思必馳旗下芯片公司深聰智能宣布，品牌旗下第二代人工智能SoC芯片產(chǎn)品太行TH2608正式發(fā)布。目前，這顆芯片已經(jīng)已完成流片，并點(diǎn)亮驗(yàn)證。

       據(jù)悉，太行TH2608人工智能芯片采用了思必馳全鏈路人工智能語(yǔ)音技術(shù)設(shè)計(jì)，具有低功耗、高算法的優(yōu)勢(shì)使其廣泛地應(yīng)用于智能家居白電、黑電以及智能車載領(lǐng)域，推進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)的規(guī)?；椭悄芑?jí)。
       在語(yǔ)音能力方面，基于思必馳全鏈路對(duì)話技術(shù)，TH2608還集成了指令識(shí)別能力、情緒識(shí)別能力、聲紋識(shí)別能力以及語(yǔ)音合成能力，在用戶體驗(yàn)方面得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。同時(shí)也增加了多場(chǎng)景的適應(yīng)能力，如多路語(yǔ)音采集能力、豐富靈活的接口配置、顯示能力、超低功耗喚醒能力等。
       近年來(lái)，在國(guó)家政策的大力支持下，我國(guó)人工智能芯片行業(yè)快速發(fā)展，“中國(guó)芯”正在崛起。未來(lái)，在市場(chǎng)需求、人才供應(yīng)、資本支持等多重利好因素的催生下，必將有更多具備國(guó)際實(shí)力的國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)逐漸顯現(xiàn)。