人工智能（AI）芯片首先是在云端服務器市場得到應用，隨后向終端領域擴展，然而目前在5G商用大潮的推動下，邊緣計算（edge computing）開始受到重視，越來越多邊緣服務器被鋪設，人工智能在邊緣側的應用也逐漸展開。未來一段時間，邊緣計算將成為AI芯片發(fā)展最快的新領域。這也意味著，人工智能最終將在“云—邊—端”的全產(chǎn)業(yè)鏈條上實現(xiàn)覆蓋。

邊緣計算重要性持續(xù)增加

4G改變生活，5G改變社會。5G的到來將使無線通信技術從服務人向著服務行業(yè)、賦能產(chǎn)業(yè)升級的層次演進發(fā)展，進而催生出大量新興業(yè)態(tài)。中國信科副總經(jīng)理、無線移動通信國家重點實驗室主任陳山枝對記者介紹了5G網(wǎng)絡定義的三大應用場景：eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（海量機器類通信）、uRLLC（超可靠、低時延通信）。更加強調(diào)高帶寬、低延時和海量設備連接是5G時代信息通信的主要特征。

而要想實現(xiàn)這樣的網(wǎng)絡性能不可能單純依靠云端服務器對終端設備提供的算力支持，勢必更多地依靠邊緣設備。邊緣計算的重要性在5G時代將不斷凸顯出來。Gartner的分析報告顯示，目前，大約10％的企業(yè)生成數(shù)據(jù)是在傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)中心或云之外創(chuàng)建和處理的。到2022年，Gartner預測這一數(shù)字將增長到50％。谷歌也稱，如果移動網(wǎng)站在3秒內(nèi)沒有加載，53％的訪問者會放棄它。可以說隨著5G時代的到來，數(shù)據(jù)的處理向邊緣側轉移已是大勢所趨。

這種情況在人工智能領域也有所體現(xiàn)。此前，由于無線網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)處理主要依賴云端服務器，因此人工智能的應用更多集中于云端服務器，但是隨著5G時代的到來，邊緣計算逐漸將智能化處理從云端轉向邊緣，比如自動駕駛、遠程醫(yī)療以及智慧城市等。

對此，有專家預測，這些智能終端產(chǎn)品或解決方案，都不允許超過數(shù)毫秒的時延，并對于抖動或時延變化極其敏感。未來，如果沒有邊緣計算的支持，將有很多應用可能都無法實現(xiàn)。

邊緣計算AI芯片開發(fā)受重視

“在發(fā)展過程中，AI芯片首先是受到了云端服務器市場的關注和應用，國際公司如Google的TPU、亞馬遜的Inferentia、英特爾的SpringCrest，國內(nèi)公司如寒武紀的MLU100、百度的昆侖、華為的升騰、比特大陸的算豐，都是面向云計算所開發(fā)。其次，AI芯片在終端SoC市場的發(fā)展也較快，由于移動智能終端的競爭趨于白熱化，華為、高通等公司紛紛推出專屬SoC搭載AI加速模組，以實現(xiàn)終端側的人工智通計算，AI加速模組IP的提供商也有ARM、Cadence、CEVA、寒武紀等公司。”清華大學電子工程系教授汪玉指出。

不過，隨著邊緣計算的發(fā)展，面向邊緣計算的AI芯片也開始受到越來越多的重視。去年，華為發(fā)布了Ascend系列芯片，其中Ascend 310芯片定位中高端，其8W／8TFlops的性能下可覆蓋智能攝像頭市場，可進擊自動駕駛市場，華為已經(jīng)與奧迪合作，發(fā)布了基于Ascend 310芯片的自動駕駛邊緣服務器MDC600，算是針對邊緣服務器市場的一次重要嘗試。Nvidia的Xavier芯片，峰值算力30TOPS，功耗30W，主要面向自動駕駛，同樣是邊緣計算的產(chǎn)品之一。比特大陸發(fā)布的第二代AI芯片BM1682自帶視頻解碼和后處理操作且集成了CPU，面向視頻監(jiān)控，同樣可應用于邊緣計算服務器。

“新的邊緣啟用、數(shù)據(jù)密集型應用和工作負載將由AI提供支持。AI將用于分析和解釋來自這些應用程序的數(shù)據(jù)，以幫助人們在某些情況下，實時做出關鍵決策。”汪玉表示。

可以預計邊緣計算會成為未來最重要的人工智能硬件市場之一。在未來無論是相關應用還是相關芯片都將有更多公司大手筆投入，從而推動人工智能的進一步發(fā)展。

中國AI芯片市場將進一步擴大

目前，中國5G商用已經(jīng)啟動。伴隨5G商用幅射面的不斷擴大，人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，中國AI芯片市場將進一步擴大。中國AI芯片廠商如何利用這個發(fā)展機遇加快搶占邊緣側市場陣地呢？

首先應當明確的是，邊緣計算等AI芯片目前最大的應用市場其實是在中國。隨著越來越多人工智能應用的落地，華為、商湯、曠視、比特大陸等企業(yè)紛紛推出優(yōu)秀的產(chǎn)品并在市場上站住了腳跟。這一方面加速了基于人工智能的應用成熟，另一方面也給AI芯片帶來了市場，從而為人工智能完整產(chǎn)業(yè)鏈的成熟帶來了機會。

此外，汪玉提出建議，目前AI芯片設計面臨著太多種的樞架，如TF、Pytorch、Caffe、Mxnet等。同時現(xiàn)存的芯片平臺也有很多，如CPU、GPU、FPGA、ASIC等。這就給AI芯片的設計開發(fā)帶來了極大的挑戰(zhàn)。如果能有公司設計開發(fā)出一款中間層性質(zhì)的平臺產(chǎn)品，由它來向上支持不同類型的設計框架，向下支持各種芯片平臺，并最終服務于各個人工智能公司，將大大降低AI芯片設計中的復雜度，提高工作效率。這其中蘊含著巨大的商機。

在剛剛過去的6月，位于廣州中新知識城的廣州粵芯半導體技術有限公司（下稱“粵芯半導體”）傳來令人振奮的消息：6月15日粵芯半導體生產(chǎn)線啟動投片（即按照集成電路設計版圖開始制造的過程）試產(chǎn)。截至目前，生產(chǎn)線調(diào)試已經(jīng)完成，首批樣品已經(jīng)出貨，良率達到預期目標。

“這標志著9月‘廣州芯’誕生，已進入最后沖刺階段。”粵芯半導體負責人表示。事實上，從2017年12月中新知識城設立以來，項目的建設已經(jīng)刷新“黃埔速度”甚至“廣州速度”，粵芯半導體以虛擬IDM（Virtual IDM）為營運策略的12英寸芯片廠落戶廣州，更是“一石激起千層浪”，為廣州半導體產(chǎn)業(yè)吹響集結號。

以芯片設計掌握物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展“話事權”

作為同樣位于中新知識城的安凱（廣州）微電子技術有限公司（下稱“安凱微電子”）的董事長兼總裁胡勝發(fā)2001年將安凱微電子“安家”在廣州開發(fā)區(qū)，在此期間他見證了廣州半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程。

“毫不夸張地說，安凱微電子是國內(nèi)最早一批開展芯片設計的企業(yè)。”作為國內(nèi)該領域“第一個吃螃蟹的人”，胡勝發(fā)帶領著剛起步的安凱微電子接連克服融資難題、人才匱乏的問題，幾年時間里，從一家新興的芯片設計公司，發(fā)展成為國內(nèi)多媒體應用處理器芯片最主要的提供商之一，各類芯片設計方案廣泛應用于當時手機、MP3／MP4數(shù)碼播放器等設備。

但實際上，當時安凱微電子的發(fā)展前景并不樂觀。“設計一顆芯片，從建立概念到研發(fā)成功，再等到成熟能賣，可能要兩三年的時間，距離真正的盈利還得等待更長的時間。即便在這兩三年里研發(fā)成功了，很快也會被那些擁有龐大資產(chǎn)和研發(fā)投入的大公司所超越。”胡勝發(fā)坦言，特別是隨著智能手機推出，芯片功能日新月異，研發(fā)投入成本越來越大。

“關鍵在于，芯片設計應當是整個半導體產(chǎn)業(yè)的‘靈魂’，面對手機這個已然成熟的領域，單純的芯片設計實際上非常被動。”為了重新掌握“話事權”，胡勝發(fā)將目光投向物聯(lián)網(wǎng)這片尚待開發(fā)的“處女地”。

“要實現(xiàn)萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)，芯片設計是前提。”去年，安凱微電子成功研發(fā)設計出一款物聯(lián)網(wǎng)攝像機芯片，不僅全面適配未來5G環(huán)境下H.265視頻編碼、1080P分辨率的物聯(lián)網(wǎng)攝像機需求，而且減少近一半傳輸視頻流量，功耗也進一步降低，“依靠這樣的芯片制造出的云監(jiān)控錄像機，不僅徹底解決了傳統(tǒng)監(jiān)控設備龐大的設備空間，云端存儲還確保了數(shù)據(jù)安全，提高了獲取便利。”

此外，安凱微電子還發(fā)揮其在多媒體應用處理器芯片的研發(fā)優(yōu)勢，將藍牙廣播、云監(jiān)控錄像、LED照明功能集中到芯片上，設計出的全景燈泡遠銷海外市場。如今，安凱微電子已是廣州地區(qū)規(guī)模最大的芯片設計企業(yè)，2018年度產(chǎn)值為2.5億元，今年一季度產(chǎn)值為5000萬，2019年年產(chǎn)值預計能夠達到3.45億元。

去年6月20日，安凱微電子知識城產(chǎn)業(yè)園動工開建，預計今年內(nèi)完工并投入使用。同樣令胡勝發(fā)倍感振奮的，還有廣州半導體產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模日益壯大。
“5年前，安凱微電子的主要客戶還沒有廣州企業(yè)，去年前三大客戶中有兩個就是廣州企業(yè)。”但另一方面，市場觸覺敏銳的胡勝發(fā)，卻在擔憂另一件事。

胡勝發(fā)表示，2019年全球晶圓制造產(chǎn)能里，全球前四名占83.4％，中國大陸晶圓制造總產(chǎn)能僅不到8％；另一方面，2018年中國大陸涉及的芯片占全球比例16％，且正逐年提升，“國內(nèi)晶圓加工、芯片封裝與測試，面臨著越來越大的產(chǎn)能不足。廣州要發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)，必須要從解決晶圓加工上尋找突破。”

粵芯建設提速呼應龐大產(chǎn)能需求

2017年12月，粵芯半導體落戶廣州知識城，讓作為“鄰居”的安凱微電子著實看好。事實上，粵芯半導體的建設，正是為了解決本地對于晶圓加工的需求。

“快”，是粵芯半導體從開建以來的關鍵詞：2017年12月26日奠基；2018年3月5日施工打樁，5月15日廠房主體施工，10月11日廠房封頂；2019年3月15日包括光刻機在內(nèi)的首批設備搬入，6月15日開始投片，目標9月20日正式量產(chǎn)……

短短1年半的時間，粵芯半導體建設不斷提速，背后是呼應半導體市場越來越龐大的產(chǎn)能需求。

“如果說芯片設計是半導體產(chǎn)業(yè)的‘靈魂’，那么晶圓加工就是‘血肉與骨骼’，沒有芯片制造，再好的芯片設計也只能停留在設計圖紙上。”廣州市半導體協(xié)會秘書長潘雪花坦言，在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈上，解決芯片制造將是突破技術瓶頸的關鍵，“廣東省是芯片需求大省，但另一方面芯片制造產(chǎn)能顯得尤為不足。”

據(jù)介紹，粵芯半導體是廣州第一條12英寸芯片生產(chǎn)線，一期投資額約100億元，建成后將月產(chǎn)4萬片12英寸晶圓芯片，主要產(chǎn)品為模擬芯片、功率器件、微控制器；二期投資額約188億元，月產(chǎn)能將達4萬片12英寸晶圓芯片。

“模擬芯片將是粵芯半導體的發(fā)展重心。”潘雪花介紹，模擬芯片能夠處理包括溫度、濕度、光學、壓電、聲電等傳感器或天線采集的各類外界自然信號，將其轉為數(shù)字信號提供數(shù)字系統(tǒng)處理，是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的“敲門磚”，“不同于批量生產(chǎn)的存儲芯片，模擬芯片突出定制化、個性化、柔性生產(chǎn)，而廣州作為珠三角乃至粵港澳大灣區(qū)的重要樞紐型城市，集聚了天然的市場需求。”

更重要的是，自粵芯半導體項目啟動之日起，便吸引了一大批半導體產(chǎn)業(yè)匯聚廣州。在粵芯項目動工的前一天，就有15家企業(yè)簽約落戶廣州開發(fā)區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新園區(qū)，包括14個產(chǎn)業(yè)項目和一支規(guī)模達50億元的集成電路產(chǎn)業(yè)基金。

此外，在建設期間，粵芯半導體還與中山大學、華南理工大學、廣東工業(yè)大學建立產(chǎn)學研合作關系，合力培養(yǎng)半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才，同時已經(jīng)有近80家芯片設計、封裝測試等企業(yè)主動接觸，實際落地的就有30余家。

“事實上，隨著粵芯半導體的到來，廣州半導體產(chǎn)業(yè)得到了全面激活，廣州將能夠以粵芯半導體為支點，帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈形成全新的千億級產(chǎn)業(yè)集群。”潘雪花說。

“強芯”工程力爭打造千億級產(chǎn)業(yè)集群

粵芯半導體給廣州帶來的，還有于去年成立的廣州市半導體協(xié)會，粵芯半導體CEO陳衛(wèi)擔任協(xié)會會長。去年10月，廣州、深圳、珠海、香港和澳門五地的半導體組織聯(lián)手結盟，成立粵港澳大灣區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，陳衛(wèi)同樣擔任聯(lián)盟首任理事長。

“廣州能在半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)揮如此大的影響力，這放在幾年前是完全不敢想象的。”潘雪花坦言。放眼全國，上海、無錫、武漢、南京、西安、蘇州是國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)基礎較好的城市。其中，上海作為半導體產(chǎn)業(yè)鏈最完整的地區(qū)，擁有中芯國際、華虹宏力、中微半導體和華大半導體等多家龍頭企業(yè)；無錫作為國家南方微電子工業(yè)基地，更是享有中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才“黃埔軍校”的盛譽，目前擁有半導體產(chǎn)業(yè)企業(yè)200多家、從業(yè)人員近5萬名。

而在粵港澳大灣區(qū)里，深圳、珠海、香港、澳門在半導體領域也有多年基礎。其中，深圳擁有的芯片設計產(chǎn)業(yè)規(guī)模占全國的30％，在全國十大芯片設計企業(yè)中，有四家都在深圳；珠海于2002年就初步形成了芯片設計、制造、封裝測試、系統(tǒng)應用的芯片設計產(chǎn)業(yè)鏈，2017年芯片設計服務收入46億元；澳門大學的模擬與混合信號超大規(guī)模集成電路國家重點實驗室，更是廣東省及澳門地區(qū)唯一的微電子國家重點實驗室。

反觀廣州，2018年全市芯片制造和電子電路制造產(chǎn)值162億元，18家芯片設計代表企業(yè)營業(yè)收入約10多億元。據(jù)市工信局提供的企業(yè)統(tǒng)計數(shù)量上，目前有60家集成電路企業(yè)，其中35家分布在黃埔區(qū)。

“在半導體產(chǎn)業(yè)，廣州前期跑得很慢，但如今正在奮起直追。”潘雪花說。

如今廣州在物聯(lián)網(wǎng)芯片、模擬芯片和射頻芯片細分領域擁有自身優(yōu)勢，擁有包括安凱微電子、慧智微電子、泰斗微電子、潤芯信息技術、硅芯、高云半導體等一批集成電路行業(yè)細分領域優(yōu)勢企業(yè)。

同時，廣州半導體產(chǎn)業(yè)鏈正逐步完善。以晶科電子、風華芯電、飛虹微電子等為代表的一批封裝企業(yè)，封裝測試發(fā)展較快，尤其是晶科電子先后進入飛利浦、三星、創(chuàng)維、長虹、TCL、海信、吉利汽車等國內(nèi)外知名企業(yè)供應鏈。廣州國家現(xiàn)代服務業(yè)集成電路設計產(chǎn)業(yè)化基地也成為全國十個國家級的集成電路設計高新技術產(chǎn)業(yè)化基地之一，服務平臺加速完善。

在扶持政策上，去年12月《廣州市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的若干措施》印發(fā)實施，提出將組織實施“強芯”工程，將以“芯片制造提升工程、芯片設計躍升工程、封裝測試強鏈工程、配套產(chǎn)業(yè)補鏈工程、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展工程”為驅(qū)動，到2022年，廣州市爭取進入國家集成電路重大生產(chǎn)力布局規(guī)劃范圍，建成全國集成電路產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、人才匯聚地、創(chuàng)新示范區(qū)，力爭打造出千億級集成電路產(chǎn)業(yè)集群。

聲音：扎根終端市場需求建立差異化優(yōu)勢

目前，廣州半導體和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍落后于周邊地區(qū)。廣州在消費電子、汽車制造特別是下一階段要發(fā)展的新能源汽車、智能網(wǎng)聯(lián)汽車，需要大規(guī)模使用先進半導體產(chǎn)品，龐大的產(chǎn)業(yè)需求和終端應用市場已經(jīng)形成，但是仍不得不大量進口高端半導體產(chǎn)品。因此，廣州必須加快發(fā)展先進半導體產(chǎn)業(yè)，滿足日益增長的終端市場需求。

我們應當注意到，在全國范圍內(nèi)發(fā)展起步較早的半導體產(chǎn)業(yè)強市，例如上海、南京、無錫、武漢，大多是在數(shù)字邏輯集成電路和傳統(tǒng)半導體產(chǎn)業(yè)上積累長期優(yōu)勢。事實上，立足于全球5000多億美元的龐大半導體市場觀察，這些僅是整個“大半導體”產(chǎn)業(yè)的一部分內(nèi)容，不應作為廣州發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的重點。

結合廣州乃至粵港澳大灣區(qū)在新能源汽車、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)方面的發(fā)展趨勢，發(fā)展模擬集成電路、功率半導體、微機械以及各類高頻器件、傳感器制造，既能帶動先進半導體和集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈工藝升級，同時符合當前本土產(chǎn)業(yè)生態(tài)和終端市場需求，應當是廣州搶占先機的主陣地。

圍繞這個主陣地，廣州半導體產(chǎn)業(yè)應力爭填補當前在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)中的技術空白，包括從上游的先進芯片設計、芯片制成，到中游的先進封裝測試，從而與當前下游終端市場需求建立起完整的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。在這個基礎上，廣州半導體產(chǎn)業(yè)才有能力取代進口，特別在面向新能源汽車、機器人、新一代信息技術等領域，推動模擬集成電路、先進功率半導體、傳感器等產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，實現(xiàn)先進半導體產(chǎn)品國產(chǎn)化替代。

廣州作為一個城市經(jīng)濟體發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)，不可能做到面面俱到，發(fā)展關鍵仍是扎根本地終端市場需求，以需求推動實現(xiàn)有“廣州特色”的半導體產(chǎn)業(yè)，在細分領域建立差異化發(fā)展優(yōu)勢。同時，把握粵港澳大灣區(qū)建設契機，與深圳、香港、澳門、珠海等城市開展合作，將大灣區(qū)打造成先進半導體產(chǎn)業(yè)新高地。

政策扶持對于高投入、周期長、回報慢的半導體產(chǎn)業(yè)尤為重要。廣州應當針對半導體產(chǎn)業(yè)，特別是針對芯片制造，加大扶持力度并予以政策傾斜；針對芯片設計、封裝測試等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，應當動用更多科技金融、產(chǎn)業(yè)基金等“看得見的手”解決融資難，鼓勵更多企業(yè)參與發(fā)展。同時，半導體高端人才在全球炙手可熱，廣州一方面既要培養(yǎng)出好苗子，也要留得住人才，更要吸引高端人才進來，這仍需要圍繞半導體產(chǎn)業(yè)特點，制定個性化人才政策。