在近來積極為中國半導體產業未來發展出謀劃策的熱烈討論中，可以發現的是，雖然國內半導體產業上下游供應鏈的確存在部分無法掌握在自己手里的限制。但相對于其他國家地區，中國芯片設計開發產業的發展腳步卻從未停歇。

相較于其他地區，國內芯片產業的發展動能仍然相對活躍，甚至可以說具有部份得天獨厚的優勢，一國內市場夠大，終端應用發展的持續創新，讓芯片設計開發不缺題目可做，二是相較于其他地區，國內鼓勵創新的融資氛圍，也有利于芯片創業公司的發展。

整體來看，過去幾年可以說是芯片產業發展最快的一段時間，而 AI 更是這些新創芯片行業中獲得最多關注目光的技術類型，各種專有型、通用型AI 計算芯片如雨后春筍般不斷冒出頭來。

近來許多人討論中國半導體產業發展所遭遇的困境，不可否認，其中有一派論調是較為悲觀負面的，但值得注意的是，不論是半導體產業、或是更細化的芯片產業，都不是今日播種、明日收割的商業模式，其中牽涉的，除了核心技術的自主掌握，更包含了商業模式道路的正確選擇。

而在此其中，中科院出身的寒武紀無疑是最具有指標性的代表企業。從 2016 年正式成立，短短不到 2 年的時間，寒武紀不但是少數的芯片產業新創獨角獸公司，在成為獨角獸的速度上，對比其他以商業模式創新吸引熱錢進駐的新創公司，靠著扎實核心技術苦干起家的寒武紀，也毫不遜色。

值得注意的是，在近來外界一片熱議聲中，向來低調的寒武紀卻在日前宣布，即將在 5 月 3 號召開新品發布會，以 “從端入云”為主軸，推出針對云計算的新一代方案。

相較于過去寒武紀的行事風格，由公司主動宣布召開的新品發布會選在這個時點上，有其必須重視的指標性意義。

盡管到目前為止，寒武紀都還未對外透露任何新品發布會的細節，但若以新一代云計算平臺方案的方向來看，先前已先與寒武紀建立合作關系的中科曙光，仍將會是首批采用此架構的廠商。另外，積極尋找云計算替代方案的阿里巴巴也有可能正式引入使用，畢竟阿里巴巴現在的云計算架構已經包含了來自 AMD、英偉達的 GPU，以及來自英特爾與賽靈思的 FPGA，為尋找最優化架構，自然也會希望在寒武紀的新一代云計算方案中提早卡位導入應用，進一步打破中國云計算清一色基于外來架構的現況。

事實上，寒武紀的獨角獸地位，不只是技術層次的超越，也是因為其市場目標放的更遠。很多人都知道在淘金熱中，靠淘金致富的寥寥無幾，不過賣工具的人卻多半能夠賺到大錢，而寒武紀卻是同時身兼 AI 熱潮淘金者與工具設備供應商兩個角色，是有實力創造出完整生態的廠商，而非單純的方案供應商。

近來可以看到的是，阿里巴巴已經補齊自有架構的最后一片空白；盡管外界雜音不斷，但華為靠著自有芯片公司海思卻也撐起半邊天；小米自有方案的嘗試并不算成功；而全志和瑞芯微等傳統芯片設計廠商紛紛走向 AI 芯片開發方向。這一連串的變化，又將為中國芯片產業帶來何種變局？

中國 AI 方案多不勝數，但各行其是難形成強大生態

不少 AI 方案廠商，更多只是設計算法，使其在不同平臺或應用中運行，比如說地平線、深鑒都是以 FPGA 為基礎的 AI 方案廠商，前者是采用英特爾的 FPGA 芯片，后者則是與賽靈思（Xilinx) 合作，而目前包含商湯、曠視、云從、依圖四大視覺計算方案獨角獸，以及傳統芯片設計公司轉向 AI 芯片設計開發等也都是采用外來方案，在某些層次上，更像是為國外廠商創造更多出海口，對中國芯片產業的發展并沒有太大直接幫助。

圖|各大 AI 方案公司使用芯片架構一覽

圖丨Kirin 970

且不只是在智能終端提供標準化的 AI 加速芯片方案，寒武紀與中科曙光的合作，也為服務器廠商提供了更多樣化的算力來源，可以扭轉過去必須完全依靠 GPU 或者 FPGA 的情況，完全使用自有的架構同樣能打造具備優秀性能價格比與能耗比的產品。也因為云計算以及數據中心對算力的要求越來越高，寒武紀也即將推出最新一代針對服務器的 AI 算力核心，預計性能可大幅超越現有的計算平臺。

主流 AI 加速芯片其實就是針對大批量計算的龐大乘加器結構，配合運存管理以及算法邏輯核心等基礎 IC 單元的設計，在同樣單位時間內能處理更多的計算就代表性能更好，若僅針對單一應用優化，其實設計上的難度要遠低于 CPU 和 GPU，二者都需要極為復雜的邏輯處理能力，以及配合不同應用的功能重新定義，不僅需要比較復雜的芯片單元設計，能耗也會因此增加，所以一般專用 AI 芯片架構在能耗上可以做到非常低的程度。

而另一個案例是比特大陸，眾所周知，比特大陸向來是以挖礦芯片產品聞名，但除了挖礦芯片以外，該公司也推出 AI 計算架構。其實挖礦芯片和 AI 芯片本質上有很多雷同之處，二者同樣都是針對大批量矢量計算優化的架構，只要在現有架構上小部分的功能區塊進行重新定義，就可搖身一變成為 AI 芯片。

但是然而這些廠商之所以轉型都是為情勢所逼，AI 芯片并非真正在其長期規劃中，由于缺乏通盤考慮，這類公司通常推出 AI 芯片時，在應用層上缺失不少，后續才會自行或通過第三方補上相關算法或模型，比特大陸看起來是想要自行打造 AI 生態，全志則是倚賴來自 ARM 針對 GPU 優化的算法。

圖｜瑞芯微所采用的 NPU 效能表現極高

值得注意的是，瑞芯微采用的 NPU 在性能上遠優于 Kirin 970，不過這可能是其采用的 NPU 規模較大，或者是時鐘頻率較高，由于其芯片并不會用在手機上這種功耗預算非常緊的設備上，在規模的設定方面也較有余量。

手機巨頭的造芯運動

華為很久前就已經通過海思投入自有芯片的設計，不僅用在自家手機上，也使用在網絡終端及基站產品中，布局相當廣，由于華為產品銷售極廣，連帶帶動海思產值規模不斷提升，2017 年已經是全球排名第 7 的 IC 設計廠商，以其在手機上的布局觀察，目前華為使用自家方案的比重越來越高，2017 年已經有超過 6 成是使用海思的方案，其穩定可靠的性能表現亦獲得消費者的肯定。

圖丨小米澎湃S1

手機廠自研芯片除華為、中興，小米也是另一個加入這個戰場的廠商，不過小米的技術主要來自過去的聯芯，而聯芯在技術層次上其實要更落后于紫光展銳，其最新推出的 4G 方案只能支持 Cat.4，明顯趕不上主流技術進展，要期待小米能夠有什么長足的進步其實很困難。不過小米以內銷為主，而且沒有像華為、中興牽扯到敏感國家的出口問題，制裁大刀一時半刻也砍不到它身上，因此還有時間可以改善自己的技術儲備。

手機廠的造芯主要有兩個原因，一個是差異化，比如說華為就靠著 Kirin 系列芯片的高度定制化設計及 AI 單元的加入，奪得市場眼光。小米則是從成本著眼，若能夠將中低端走量的產品以自有方案取代，那么可以相當程度降低需要支付給高通、聯發科等芯片企業的成本。

云端龍頭的中國芯布局

在這方面，阿里巴巴可以說是走在 BAT 的最前端，相較于騰訊、百度仍以英特爾、英偉達的方案為算力核心，終端設計以外來方案為主，對相關新創計算芯片的投資與掌握態度相對冷淡，阿里巴巴不但積極布局包含 AI 計算，甚至也在日前全資收購中天微，打造完全自有的終端與 IoT 生態，目前其算力生態布局囊括了耐能、寒武紀、深鑒，翱捷科技則是提供多制式通訊標準產品，配合 Barefoot Networks 在服務器關鍵交換組件的耕耘，未來阿里巴巴在云服務可擁有最高的架構自主能力。

騰訊雖投資了 Barefoot Networks 與比特大陸，但比較偏向財務投資，而非基于架構自主的需求，百度在新創芯片設計方面僅投資了 Lightelligence 這家基于光學原理設計的光子計算芯片。

光子芯片基本上還是以目前的 CMOS 制造工藝為基礎，相對于量子計算使用的特殊工藝，在成本或量產技術方面都要更有優勢，雖然目前實驗室中的光子芯片在密度上還比不過傳統半導體芯片，但已經比量子芯片好很多了。

而光子芯片的效能取決于架構和算法，比如說同時使用多少路不同波長的光來進行組合，或者是在芯片中使用的光學信號的帶寬，以及光電轉換時的瓶頸，但是單從光的物理特性上來看，我們要做到傳統半導體技術的百倍是不會有太大的問題的。

理論上光子芯片可以做到規模很大，也可以做到很小，因為光的波長限制，芯片尺寸還是會有一定的規范，加上算法的限制，要取代半導體芯片還是有很大的難度。另外，光子計算并不會針對通用優化，會以數據處理能力為發展基調，要實際投入量產使用仍需要不短的時間來補齊周邊與軟件生態。

但百度雖以外來芯片為主要的供應源，為了分散風險，也與華為、紫光展銳進行策略合作。

那中國缺的是什么？

中國在算力核心、主控方面的相關設計、制造一直都相當活躍，過去不但曾在手機芯片市場占據半邊天，在平板方案上更是幾乎囊括幾乎全部市場。而如今在 AI 芯片的設計與生態經營方面，更是站在全球的先鋒。

雖然 AI 芯片主要還是以深度學習等計算特化的設計方向為主，仍需要一般通用計算架構搭配，但隨著在華成立合資公司，以及 Imagination 被中資收購，加上各種自研發展的芯片 IP，其實中國也不擔心一般通用核心 IP 供應的短缺。

問題在于，過去中國半導體產業的布局一般都沒有太長遠的規劃，而且講求速效，很難有跨度較長的計劃，加上行業太過容易一窩蜂。比如說數年前手機、平板芯片企業的盛況亦不遜于現在 AI 生態的蓬勃發展，但能留存下來的廠商僅是少數中的少數。

而且，大家都爭著發展最能爭奪眼光的熱點產品，反而一些非常基本的產品，如 ADC/DAC、LNA 及 SerDes 等外圍器件都沒有太多著墨，而即便是在 5G，大廠也是爭著做最被注目的專利以及主控部分，PA 這種外圍器件也都是想著能用外來的就用外來的，一來關鍵材料與技術專利較難突破，二來利潤較薄，而且做得好也很難吸引到投資人的眼光，以致于供應鏈對于此類料件的自研興趣缺乏。

而所謂中國芯的相關企業，很多都把生態的經營，或者是市場的目標都擺在中國本土，中國的確是很大的市場，但以手機市場為例，目前主要的手機廠商已經把海外市場當作進一步成長的關鍵，現在的芯片產業是否也應直接以全球市場進行布局，而非僅固守在相對小范圍的封閉生態？

對相關企業而言，若一開始就把市場目標擺在全球，對往后產業與技術的經營態度與格局自然也能拉到更高的層次。