如果要討論人工智能在這兩年最為火熱的應(yīng)用方向,智能穿戴、智慧交通、智能制造、智慧社區(qū)、智慧城市必定榜上有名,它們的共同之處在于,需要機(jī)器通過AI賦能去“看清”和“看懂”海量的畫面信息。因此,機(jī)器視覺的廣泛應(yīng)用,帶來了對(duì)AI視覺處理器的巨大需求。

這一點(diǎn)可以從市場得到最直接的反映:目前視覺處理器市場整體規(guī)模在170億美元至180億美元的區(qū)間,同時(shí)也是人工智能領(lǐng)域最大的技術(shù)與應(yīng)用類別。值得注意的是,這條賽道上并非只有美國芯片廠商和中國的互聯(lián)網(wǎng)巨頭,受益于中國加碼半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),以及發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶來的巨大需求,國產(chǎn)芯片正在迎來百花齊放、蓬勃發(fā)展的良好局面。

被官方推薦的國產(chǎn)芯片:AI視覺處理器爆發(fā),算力功耗優(yōu)勢(shì)明顯

2019年10月,國家大基金二期投入萬億資本,對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投入了前所未有的扶持力度。次年8月,國務(wù)院印發(fā)《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》,釋放財(cái)稅、投融資、研發(fā)、進(jìn)出口、人才、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等多方面政策紅利,表明了我國對(duì)于集成電路產(chǎn)業(yè)的高度重視和決心。

與此同時(shí),各類芯片論壇、峰會(huì)、學(xué)術(shù)交流會(huì)議正在成為國產(chǎn)芯片推介的重要窗口,尤其是具有官方性質(zhì)的會(huì)議。在這些場合亮相的國產(chǎn)芯片往往需要滿足很多苛刻的條件,比如要在性能或框架上具備突出優(yōu)勢(shì)、已經(jīng)落地量產(chǎn)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段、公司被資本看好獲得多輪投資等。

在剛剛結(jié)束的松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇上,就推出了8款最新的國產(chǎn)芯片,均來自國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè),涵蓋了FPGA、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)芯片、視覺處理器芯片、語音交互芯片、存算一體芯片等。其中,來自愛芯科技的AX630A芯片引發(fā)關(guān)注。愛芯科技CEO仇肖莘博士在論壇上表示,愛芯專注于人工智能視覺處理芯片,“這是人工智能領(lǐng)域里的新賽道,AX630A則是這個(gè)賽道里一顆已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)的端側(cè)和邊緣側(cè)AI芯片�！�

公開資料顯示,愛芯科技成立于于2019年5月,致力于打造世界領(lǐng)先的AI芯片。其自研的第一顆高性能芯片AX630A用時(shí)9個(gè)月即實(shí)現(xiàn)流片,并一次成功。目前該芯片已交付客戶評(píng)測(cè),正在量產(chǎn)推廣的過程中。

愛芯科技CEO仇肖莘

仇肖莘介紹,AX630A是一款高性能、低功耗的人工智能視覺處理器芯片,在功耗僅約3W的前提下,實(shí)現(xiàn)57．6TOPS@800MHz 2w4f的算力,等效算力達(dá)到28．8TOPS@800MHz INT4。在公開數(shù)據(jù)集下的不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度對(duì)比,AX630A每秒處理幀數(shù)分別為3116和1356,遠(yuǎn)超其他同類芯片產(chǎn)品。

除了算力與功耗的優(yōu)勢(shì),AX630A可支持4K@60fps的高分辨率和高清屏顯,以及AI-HDR、AI-RLTM加持的優(yōu)異畫質(zhì),并支持20路1080p解碼或8路1080p編碼,可應(yīng)用于智能攝像頭、智能分析盒、智能加速卡、運(yùn)動(dòng)相機(jī)以及工業(yè)攝像頭等硬件設(shè)備,適用于智能穿戴、機(jī)器人、攝像機(jī)等應(yīng)用領(lǐng)域,這些也是未來很長一段時(shí)間內(nèi),視覺芯片的應(yīng)用“大戶”。

AI視覺處理器如何主打差異化?算法與硬件結(jié)合帶來更優(yōu)效果

此前,芯片行業(yè)給人的固有印象是“贏者通吃”,言PC芯片必稱Intel、AMD,言手機(jī)芯片必稱高通、聯(lián)發(fā)科、海思。隨著人工智能大潮的到來,芯片數(shù)量需求井噴的同時(shí),又帶來更垂直、更差異化的場景需求,這為芯片初創(chuàng)企業(yè)集中爆發(fā)提供了契機(jī)。

以機(jī)器視覺為例,一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)包括:光源、鏡頭、相機(jī) (包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī))、圖像處理單元 (或機(jī)器視覺芯片)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊、輸入輸出單元等,綜合了模擬、數(shù)字電子、計(jì)算機(jī)、圖像處理、傳感器、機(jī)械工程、光源照明、光學(xué)成像等跨學(xué)科的前沿技術(shù)。

硬件往往決定著視覺系統(tǒng)的效果,近年來業(yè)界開始探索以AI算法與硬件深度結(jié)合的方式,提升芯片利用率,達(dá)到更好的視覺信息處理效果,同時(shí)降低功耗,以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。

舉個(gè)例子,現(xiàn)在一些小區(qū)體育館、大型活動(dòng)已經(jīng)應(yīng)用了人臉安防識(shí)別系統(tǒng),如果要保證人流的通過效率,就必須要求“又快又準(zhǔn)”,如果不快,會(huì)造成排隊(duì)時(shí)間延長,如果不準(zhǔn),又會(huì)造成識(shí)別錯(cuò)誤�？紤]到大規(guī)模商用的成本問題,硬件又不能是單純地“堆料”。

于是,芯片企業(yè)開始探索將算法與硬件更加深度結(jié)合。以愛芯科技為例,AX630A將AI引入ISP,使ISP能夠不斷得到訓(xùn)練,突破傳統(tǒng)ISP效率低的問題,使得畫質(zhì)增強(qiáng),讓圖像更清晰,同時(shí)混合精度深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用,以及專有網(wǎng)絡(luò)加速單元,讓芯片與算法之間更“妥帖”。AX630A的存算協(xié)同設(shè)計(jì)可減少DDR讀寫,節(jié)省了內(nèi)存帶寬,VPU(新視覺處理單元)可實(shí)現(xiàn)智能視頻編碼,高效視頻壓縮,節(jié)省視頻存儲(chǔ)。此外,NPU的設(shè)計(jì)可以替換ISP pipeline的任意模塊,帶來邊緣和端側(cè)的超大算力,提升相關(guān)性能。

從產(chǎn)品演示來看,愛芯AX630A可以帶來更加優(yōu)異的圖像畫質(zhì)與視頻效果,并且在超大規(guī)模人臉&人體準(zhǔn)確實(shí)時(shí)檢測(cè)識(shí)別上表現(xiàn)較好,以及針對(duì)人車分離的多路視頻結(jié)構(gòu)化處理能力。在愛芯科技押注的這條賽道上,AX630A可以帶來較強(qiáng)的競爭力。

巨頭與初創(chuàng)都在講自己的故事國產(chǎn)芯片賽道格局尚不明朗

值得注意的是,松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇作為一個(gè)國產(chǎn)芯片推介平臺(tái),由中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)主辦,截至2021年4月,已有52家公司在其平臺(tái)上亮相,其中11家完成上市、28家獲得融資、3家正在上市進(jìn)程中、6家獲得大基金投資,還有4家被并購,總量產(chǎn)率達(dá)到了91%。

不久前,愛芯科技宣布接連完成Pre-A、A兩輪融資,總金額達(dá)數(shù)億元人民幣。僅2021年一季度,人工智能行業(yè)共發(fā)生融資事件329起,披露的融資金額為510．7億元,預(yù)測(cè)2025年AI芯片市場規(guī)模將超過300億元。

AI初創(chuàng)企業(yè)投資火熱,尤其是AI芯片企業(yè)備受資本青睞,也印證市場格局尚未明朗,遠(yuǎn)未到“贏家通吃”的局面。據(jù)統(tǒng)計(jì),今年以來單筆融資超過10億人民幣的有7起,涉及6家芯片公司,加起來融資金額已接近200億人民幣。

其中,今年獲得新融資的17家公司中,超過半數(shù)涉獵云端AI芯片。啟明創(chuàng)投合伙人周志峰就表示,隨著人工智能的市場普及和應(yīng)用落地的加速,相信越來越多人工智能能力的部署將轉(zhuǎn)移到邊緣側(cè)和端側(cè):“邊緣側(cè)和端側(cè)場景百花齊放,需求千差萬別,這樣的賽道非常適合愛芯科技等創(chuàng)業(yè)公司�！�

當(dāng)前,AI芯片產(chǎn)業(yè)已有很多巨頭進(jìn)入,但并不意味著“游戲結(jié)束”。復(fù)雜場景的適配性和高要求,讓大部分玩家都站在了同一起跑線上,能不能打好差異化這張牌,就成了初創(chuàng)企業(yè)的成功關(guān)鍵。愛芯科技CEO仇肖莘就表示,愛芯科技在智能IoT領(lǐng)域會(huì)有更多的機(jī)會(huì),關(guān)鍵在能將算法與芯片結(jié)合,以適應(yīng)場景復(fù)雜、數(shù)據(jù)海量、功耗降低的需求。實(shí)際上,這也是大部分AI芯片初創(chuàng)企業(yè)的共識(shí)。

目前,初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)成為中國發(fā)展人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分,同時(shí)開始擺脫“PPT造芯”的固有印象,并非單純地跑性能數(shù)據(jù),而是與人工智能落地場景深度結(jié)合,更注重實(shí)用性與差異化。國產(chǎn)AI芯片百花齊放的局面,是整體行業(yè)及國家層面所樂見的,也有助于打造中國在人工智能時(shí)代的競爭力,讓人們加速進(jìn)入“未來生活”。