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人工智慧AI芯片,國產替代勢頭強勁,但也面臨瓶頸。

2024-05-31財經

國產AI芯片發展現狀

人工智慧(AI技術在過去十年裏突飛猛進,給各行各業帶來了深刻變革。作為推動AI技術發展的關鍵硬體基礎,AI芯片的重要性日益凸顯。在這一背景下,國內企業和研究機構在AI芯片領域取得了長足進步,國產AI芯片替代進口芯片的勢頭強勁。

一些國產AI芯片在效能和功耗方面表現不俗,展現出可喜的發展前景。例如,地平線電腦推出的"曠視"系列AI芯片,在視覺辨識、語音辨識等AI套用場景中表現出色,效能可與輝達等國外先進產品媲美。海思的達芬奇架構AI芯片也在手機、物聯網等領域大放異彩,功耗低、能效比高。 紫光同創、寒武紀等公司的AI芯片產品也在特定場景下具有一定優勢

國產AI芯片取得上述進展,得益於國家戰略層面的大力支持和產業政策的引導,以及企業和研究機構在資金、人才等方面的持投入。但國產AI芯片發展也面臨著一些瓶頸和挑戰,制約了其進一步突破和趕超國際先進水平。

國產AI芯片面臨的瓶頸

制程工藝落後

制程工藝水平直接決定了芯片的效能和功耗表現。目前,國內AI芯片制程工藝普遍落後於國際先進水平。大多數國產AI芯片采用28奈米或16奈米制程工藝,而國外先進產品已經進入7奈米或更小的先進制程。制程工藝的差距,導致國產AI芯片在運算能力、能效比等方面無法與國外頂尖產品全面媲美。

制程工藝落後的根源在於國內缺乏先進制程工藝的自主可控能力。目前,7奈米及以下先進制程工藝主要被台積電、三星等國外廠商所壟斷,國內企業難以獲得。突破制程工藝瓶頸是國產AI芯片發展的當務之急。

缺乏自主指令集架構

指令集架構是芯片的"作業系統",決定了芯片的運算方式和效率。目前,絕大多數國產AI芯片都是基於ARM或x86等外國架構,缺乏自主可控的指令集架構。這不僅增加了對外國技術的依賴,也限制了國產芯片的客製化能力和創新空間。

擁有自主指令集架構,可以針對AI演算法和套用場景進行專門客製最佳化,充分發揮硬體潛能。例如,谷歌的TPU芯片就采用了客製的指令集架構,在AI推理加速方面有著卓越表現。自主指令集架構是國產AI芯片實作自主可控、提升效能的關鍵一環。

AI演算法創新能力有限

AI演算法是驅動AI芯片發展的核心動力。目前,國內在AI演算法創新方面能力仍顯不足,主要是移植和最佳化現有演算法模型。雖然取得了一些成績,但與國外巨頭相比,差距依然明顯。

AI演算法的創新需要大量基礎理論研究的支撐,以及海量數據和算力的支持。國內在這些方面都存在短板。演算法創新還需要具備跨學科的復合型人才,目前國內這方面人才儲備也不足。如果演算法創新能力得不到根本提升,將嚴重制約國產AI芯片的長遠發展。

高端AI芯片設計人才短缺

AI芯片設計是一項系統工程,需要多學科人才的通力合作。包括芯片架構師、演算法工程師、版圖設計工程師、驗證工程師等,每個環節都對人才素質要求很高。

目前,國內這方面的高端人才明顯匱乏。一方面,人才培養跟不上產業發展的步伐;另一方面,國內AI芯片企業在薪酬、發展空間等方面難以與國外巨頭相媲美,造成人才流失。高端人才的匱乏已經成為制約國產AI芯片發展的"硬傷"之一。

突破路徑

面對上述瓶頸和挑戰,國內企業和研究機構需要在多個層面持突破,才能真正實作國產AI芯片的崛起。

工藝水平提升

制程工藝是AI芯片效能的根本決定因素。 國內企業和研究機構必須加大投入,掌握7奈米及以下先進制程工藝,縮小與國際先進水平的差距

一方面,要加快國產裝備材料的發展步伐,打破國外壟斷,實作自主可控;另一方面,也要積極開展國際合作,引進先進工藝技術。還需加強對中後端芯片制造環節的投資,形成完整的芯片制造生態鏈。

自主指令集研發

擁有自主指令集架構是國產AI芯片實作自主可控的基礎。國內企業和研究機構應當加大在這一領域的投入,研發出真正屬於自己的指令集架構。

可以在現有開源架構的基礎上進行創新,也可以全新設計。無論采取何種路徑,都需要緊密結合國內AI演算法和套用場景的特點,實作客製化最佳化。還要註重生態建設,為自主架構打造完善的軟硬體生態環境。

演算法創新

演算法創新是推動AI芯片發展的核心動力。國內企業和研究機構需要加大在基礎理論研究、前沿演算法探索等方面的投入,培養演算法創新能力。

一方面,要加強與高校、科研機構的合作,整合優勢資源,推動基礎理論研究;另一方面,也要鼓勵企業自主創新,打造演算法創新的良性生態。還需要加大算力和數據資源的投入,為演算法創新提供必要的支撐。

人才培養

高端AI芯片人才是支撐產業發展的根本。國內需要從多個層面著手,打造人才高地。

高校要加大AI芯片相關專業的人才培養力度,最佳化課程設定,強化實踐教學環節。企業也要主動承擔起人才培養的責任,建立良好的培養機制。再者,政府還需出台相關政策,為人才提供良好的發展環境和激勵機制,吸引和留住人才。

國產AI芯片發展取得了可喜進展,但也面臨著諸多瓶頸和挑戰。制程工藝落後、缺乏自主指令集架構、演算法創新能力有限、高端人才匱乏等,都是當前國產AI芯片發展的掣肘。

要實作國產AI芯片的突破和崛起,需要在工藝水平提升、自主指令集研發、演算法創新、人才培養等方面持發力,打破瓶頸,補足短板。只有這樣,國產AI芯片才能真正趕超國際先進水平,助力人工智慧產業的騰飛。