新興科技行業(yè)的發(fā)展，離不開半導(dǎo)體公司數(shù)以十年計(jì)的投入。正確的長期戰(zhàn)略路線，加上持續(xù)的研發(fā)投入，才能在半導(dǎo)體行業(yè)造就一方霸主。

當(dāng)今半導(dǎo)體行業(yè)的“一哥”英特爾，成立于1968年，而其在80年代之前的主要業(yè)務(wù)是SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器）和DRAM（動態(tài)隨機(jī)存取存儲器）。90年代的整整10年，英特爾在微處理器芯片設(shè)計(jì)上全力加注，才有了后來享譽(yù)世界的英特爾 Inside。通信領(lǐng)域的高通，將整個90年代用于CDMA研發(fā)，才揭開了 3G無線通信的序幕。成立于1993年的英偉達(dá)，先是用了10年時間專攻游戲市場，緊接著又用了10年做通用計(jì)算GPU（GPGPU），才為AI時代的到來提供了發(fā)動機(jī)。

半導(dǎo)體行業(yè)霸主的興起往往伴隨著一個領(lǐng)域的興起，而新興領(lǐng)域的市場規(guī)模決定了半導(dǎo)體公司能走多遠(yuǎn)。與其說是英雄造時勢，不如說時勢造英雄。

80年代初開始的個人電腦浪潮延續(xù)了20年，這20年也是英特爾成長最快的20年。2005年后個人電腦增速減緩，英特爾的增長也趨緩，直到近幾年的云計(jì)算浪潮，才把英特爾的服務(wù)器業(yè)務(wù)推向一個新的高點(diǎn)?？梢哉f，在個人電腦和服務(wù)器領(lǐng)域，英特爾對整個場景有全面的把控。即使個人電腦的普及還沒有到全世界每人一臺，更新周期延長到如今的每三五年更換一次，更新后的設(shè)備用的還是英特爾芯片。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，英特爾芯片的制程技術(shù)與其架構(gòu)能力一樣出名。相比于其他廠家的fabless（無晶圓生產(chǎn)線）模式，英特爾長期以來在生產(chǎn)制程和工廠上的大手筆投入一直令眾多競爭對手難以望其項(xiàng)背。直至近幾年移動和存儲芯片的崛起，臺積電和三星的制程能力才對英特爾形成威脅。

2000年后的移動通信浪潮推動了手機(jī)芯片的發(fā)展。從3G到4G，高通公司延續(xù)了近20年的領(lǐng)先地位。與個人電腦不同的是，手機(jī)的普及在很多國家達(dá)到了人手一部，更換的頻率也接近了每年一換。智能手機(jī)的興起更是將手機(jī)在日常生活中提升到中心位置。這一切都使手機(jī)芯片成了世界上出貨量最大的芯片，也是兵家必爭之地。盡管這幾年華為、蘋果、三星、英飛凌（被英特爾收購）等公司研制的手機(jī)芯片已經(jīng)用在有限（往往是自家）產(chǎn)品里，高通對以移動通信為核心場景的掌控仍然是首屈一指。

10年前英偉達(dá)推出了CUDA，一個用GPU做并行計(jì)算的框架體系。之前的英偉達(dá) GPU產(chǎn)品雖然倍受游戲玩家歡迎，但是hard-core（硬核）游戲玩家畢竟還相對小眾。2012年之后的人工智能浪潮，把英偉達(dá)推到了一個獨(dú)特地位。由于英偉達(dá)的產(chǎn)品在很長時間里是唯一能做神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的設(shè)備，學(xué)術(shù)和工業(yè)界開始爭相購買高端顯卡。加之近兩年的加密貨幣浪潮，英偉達(dá)的產(chǎn)品一度到了一卡難求的地步。這第一波AI芯片應(yīng)用來得猛烈，但也帶來些許過度的預(yù)期，AI芯片真正的大規(guī)模場景應(yīng)用還需要假以時日才能得以驗(yàn)證。

半導(dǎo)體行業(yè)的特點(diǎn)是高投入、長周期。一旦在某一個場景確定領(lǐng)先地位，則會帶來贏者通吃的回報(bào)。這些特點(diǎn)意味著半導(dǎo)體公司必須具備非常準(zhǔn)確的長期戰(zhàn)略眼光，在趨勢到來的第一時間就能發(fā)現(xiàn)并投入大量研發(fā)。而即使是最大的半導(dǎo)體公司，也只能選擇性針對少數(shù)幾個場景發(fā)力。要想靠單一場景稱霸十年，場景的選擇至關(guān)重要，簡單地說，預(yù)期的年全球出貨量需要在百億美元以上。

縱觀全世界，能讓一個半導(dǎo)體公司稱霸十年的場景并不常見。 這也是為什么面對當(dāng)今AI時代的芯片機(jī)會，會有這么多的公司All-in。盡管大眾預(yù)言AI在未來將無處不在，但是真正能形成每年百億美元級規(guī)模的場景當(dāng)前看有如下幾個：

1. 自動駕駛汽車：由于未來自動駕駛汽車帶來的經(jīng)濟(jì)效益會是以萬億美元計(jì)，百億美元的芯片規(guī)模自然不言而喻。但自動駕駛汽車的技術(shù)成熟和產(chǎn)品的規(guī)?；沃氐肋h(yuǎn)。整車廠家一貫的對技術(shù)的保守選擇，和車規(guī)級芯片嚴(yán)格的認(rèn)證過程，使這一領(lǐng)域研發(fā)到產(chǎn)品的周期尤其長。

2. 云端AI計(jì)算：云端AI計(jì)算未來在安防、金融、電商消費(fèi)、服務(wù)娛樂等行業(yè)都會有大規(guī)模部署，因此芯片的市場規(guī)模的總和會達(dá)到百億美元之上。因?yàn)槭轻槍ζ髽I(yè)的業(yè)務(wù)，不同應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)需求會有不同。而企業(yè)大客戶往往需要產(chǎn)品有定制化或半定制化的能力。這類產(chǎn)品注定是研發(fā)和服務(wù)成本高、毛利也高的品類（中國的獨(dú)特國情造成了企業(yè)服務(wù)類產(chǎn)品低毛利，但是芯片領(lǐng)域會有所不同）。

3. 終端低功耗AI計(jì)算：眾多終端產(chǎn)品不僅要求低功耗，而且要求低成本。這個領(lǐng)域的AR/VR/XR、智能攝像頭等產(chǎn)品，會把市場規(guī)模帶到百億美元之上。事實(shí)上，當(dāng)前智能手機(jī)芯片的AI美圖功能就已經(jīng)是終端低功耗AI芯片的最大場景。這一場景未來將是出貨量最大、單價(jià)最低的領(lǐng)域（甚至低至1-2美元）。前期研發(fā)的投入只有依靠規(guī)模來彌補(bǔ)。

實(shí)際上，廣義AI芯片的開發(fā)至今已經(jīng)超過了10年。有些公司“起了大早，趕了晚集”，有些“順?biāo)浦邸北皇召?，能做到最后的，往往是對場景和技術(shù)都有深刻把控的企業(yè)。但是最重要的因素，卻還是家底的深度。

2005年，一個不知名的都柏林公司Movidius開始做低功耗視覺計(jì)算芯片，其后的10年公司幾經(jīng)起伏，也曾走在能否延續(xù)的邊緣。直到2015年前后，芯片最終被DJI和谷歌的產(chǎn)品采用。這也使得Movidius在2016年的AI浪潮中被英特爾收購，算是得到完滿的結(jié)局?，F(xiàn)在的Movidius 已經(jīng)推出了第三代產(chǎn)品，在很多終端場景中被使用。

同是被英特爾收購的還有Nervana Systems。這是一個以高通研究院前成員為核心的團(tuán)隊(duì)，在高通公司探索類腦芯片不成功后自立門戶創(chuàng)業(yè)，很快也得到了著名投資人Stephen Jurveston的青睞。Nervana在自研芯片還未流片的節(jié)點(diǎn)就被英特爾收購，也讓投資人以極快的節(jié)奏退出拿到回報(bào)。

2010年前后，昔日的IT業(yè)霸主IBM也曾做過類腦芯片True North。直到2014年樣片才出來，但是實(shí)際功能非常有限，除PR之外從未獲得過廣泛的使用。

2016年微軟 Hololens的成功推出，離不開一顆定制的低功耗視覺計(jì)算芯片。整個項(xiàng)目歷時多年，傳聞投入近20億美元，Hololens 的作用主要是一個樹立形象的Demo Project（示范項(xiàng)目），也只有微軟才能如此“有錢任性”。

以色列公司Mobileye，成立于近20年前，其EyeQ系列芯片是為數(shù)不多的把輔助駕駛智能芯片量產(chǎn)化，并且進(jìn)入Tier 1供應(yīng)商和車廠的產(chǎn)品。在2014年成功上市之后市值一度達(dá)到百億美元，并于2017年被英特爾以153億美元收購。

2016年谷歌 TPU的發(fā)布，讓世界看到了第一個大規(guī)模部署的云端AI芯片。由于谷歌業(yè)務(wù)的龐大體量，使其自研芯片從攤薄成本到批量生產(chǎn)部署有了實(shí)際意義。隨后發(fā)布的谷歌 TPU公有云計(jì)算功能，也為谷歌 TensorFlow 框架帶來了眾多用戶。TensorFlow 從眾多深度學(xué)習(xí)框架中脫穎而出成為主流，TPU的功勞不可或缺。

從產(chǎn)品銷售量看，華為麒麟970和980里的AI內(nèi)核，蘋果A11/A12的AI內(nèi)核，是所有AI芯片領(lǐng)域部署數(shù)量最大的幾款產(chǎn)品。而且這幾個AI內(nèi)核的場景非常明確，專為手機(jī)端人臉識別、手機(jī)拍照的AI后處理而生。如今，手機(jī)拍照美顏已經(jīng)是跨越五大洲的全人類剛性需求。這樣的專用AI內(nèi)核未來會成為所有智能手機(jī)芯片的標(biāo)配。

在自動駕駛領(lǐng)域，英偉達(dá) 四年2000人團(tuán)隊(duì)的研發(fā)投入終于修成正果。最近發(fā)布的Xavier 車規(guī)級SoC，集成了CPU、GPU，以及DNN和CV加速器，還有多路ISP和傳感器集成功能。如此高性能的芯片同時還做到了相對的低功耗（30-60瓦）?？梢哉f，這款為自動駕駛定制的芯片，目的就是取代當(dāng)前智能車上所有其他芯片的算力。這種架構(gòu)方式也類似于當(dāng)前智能手機(jī)一顆SoC打天下的方式。同時英偉達(dá)在自動駕駛軟件架構(gòu)和算法研發(fā)上也不惜余力，已經(jīng)把很多自動駕駛功能直接整合到芯片上并且開放給合作伙伴。

為什么在自動駕駛領(lǐng)域如此發(fā)力？究其原因，還是百億美元場景太少。已經(jīng)提到的三個場景里，低功耗AI芯片技術(shù)門檻不夠高，容易變成價(jià)格戰(zhàn)“紅?！保环?wù)器領(lǐng)域場景需求還未明朗，所有公司都對英特爾忌憚三分。所以真正開放的、有技術(shù)門檻的戰(zhàn)場只有自動駕駛。英偉達(dá)全力一搏，為的是下一個十年。而業(yè)內(nèi)人士也深為“核彈教主”黃仁勛的長線眼光折服。

在服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心AI領(lǐng)域，英偉達(dá)和眾多其他公司也沒有止步不前。英偉達(dá)最近發(fā)布的T4已經(jīng)把服務(wù)器上的預(yù)測功能提升到大規(guī)模、低成本的水平。給其他廠家?guī)砹撕艽髩毫?。華為、英特爾甚至互聯(lián)網(wǎng)公司阿里巴巴也紛紛公布了未來的云端AI芯片規(guī)劃，其中英特爾能否在2019年推出（或集成）眾盼已久的Nervana AI內(nèi)核，已經(jīng)成為對當(dāng)前英特爾執(zhí)行能力的一個考驗(yàn)。

在移動領(lǐng)域，盡管高通股價(jià)已從昔日高點(diǎn)跌落甚多，但其強(qiáng)大的技術(shù)能力和數(shù)百億美元的現(xiàn)金儲備仍不能小覷。在移動領(lǐng)域仍然是通信和移動計(jì)算為核心的前提下，未來高通芯片上集成AI內(nèi)核只是時間問題。

如果用一句話描述近幾年的AI芯片領(lǐng)域，就是萬類霜天競自由。僅在中國，創(chuàng)立不久的AI芯片公司就有包括因加密貨幣而起家的比特大陸（第一代服務(wù)器端AI芯片已經(jīng)產(chǎn)品化），以算法見長的地平線機(jī)器人（第一代芯片已流片），以硬件加速著稱的深鑒科技（已經(jīng)被賽靈思收購且專注于FPGA加速），和代表國家隊(duì)的中科寒武紀(jì)（其IP核已經(jīng)在華為麒麟970/980被使用）。大家奮力一搏的，是未來十年百億美元的場景。未來眾多產(chǎn)業(yè)的AI場景能否順利地商業(yè)化，很大程度上也取決于半導(dǎo)體企業(yè)產(chǎn)品能否順利推出。半導(dǎo)體行業(yè)與多個產(chǎn)業(yè)結(jié)合如此緊密，已經(jīng)到了榮辱與共的地步。

從集成電路的誕生算起，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了60年。盡管未來無法預(yù)期，但人類改變世界的愿望從未如此強(qiáng)烈，能力從未如此強(qiáng)盛。AI時代的芯片，將會揭開半導(dǎo)體行業(yè)的一個新篇章。