華為、阿里、百度、地平線…中國本土8家AI芯片廠商梳理

        ChatGPT大放異彩之后，OpenAI公司于今年春節期間發布了文生視頻模型Sora，可以用文字指令生成長達1分鐘的高清視頻，AI技術從文本、圖像滲透進視頻領域，再次引發業界對生成式AI的討論與關注。

        算力硬件是生成式AI的核心底座，核心環節包括服務器、網絡設備、存儲設備、芯片、IDC建設、光通信等。由于生成式AI需要大量計算與數據處理，AI芯片需求旺盛增長，以英偉達為代表的半導體大廠業績與股價暴漲，相關產品長期供不應求。

        AI強勢推動下，全球廠商爭相布局AI芯片，中國也不例外。目前中國本土AI芯片廠商有哪些？與英偉達等大廠有何差距，又有哪些自身優勢？

AI芯片梳理

        AI芯片廣義來講，指的是能運行AI算法的芯片。但業界通常意義的AI芯片是指對AI算法做了特殊加速設計的芯片，能處理AI應用中大量計算任務的模塊，這一概念下，AI芯片也被稱之為加速器。

        按技術分類，AI芯片主要分為GPU、FPGA、ASIC等；按照功能分類，AI芯片包括訓練（training）和推理（inference）兩類；從應用場景來看，AI芯片則包括服務器端與移動端兩類，或者云端、邊緣與終端三類。

圖片來源：全球半導體觀察制表

        全球AI芯片市場當前基本被以英偉達為代表的歐美大廠主導，業界數據顯示，英偉達以80%的市占率幾乎“壟斷”AI芯片市場。中國人工智能產業起步較晚，近幾年在國際形勢變化以及政策力挺的大環境下，中國AI芯片廠商逐漸嶄露頭角，在終端以及大模型推理方面表現相對出色，不過在門檻更高的GPU以及大模型訓練環節與國外大廠仍有追趕空間。

        GPU為通用型芯片，目前在AI芯片市場用量最大，通用型算力GPU已經廣泛應用于人工智能模型訓練與推理領域。目前英偉達與AMD主導GPU市場，中國代表企業包括海光信息、景嘉微、燧原科技等。

        FPGA為半定制芯片，具備低延時，開發周期短等特性，與GPU相比，其適用于多指令，單數據流的分析，而不適合復雜算法的計算，主要用于深度學習算法中的推理階段，美國的賽靈思和英特爾是該領域翹楚，中國代表企業包括百度昆侖芯、深鑒科技等。

        ASIC為全定制型AI芯片，在功耗、可靠性、集成度等方面具備優勢，主流產品包括流TPU芯片、NPU芯片、VPU芯片以及BPU芯片等，國外代表廠商包括谷歌、英特爾等，中國代表廠商包括華為、阿里巴巴、寒武紀、地平線等。

中國8家AI芯片廠商進展

        近年在AI大勢與國產替代東風下，中國AI芯片廠商抓住機遇加速發展，不僅百度、阿里巴巴、騰訊和華為等大廠加速自研AI芯片，而且AI芯片公司不斷涌現，并深受資本市場青睞。

以下將盤點中國8家AI芯片廠商進展：

百度昆侖芯

        百度對AI芯片的布局最早可以追溯到2011年，經過七年發展，2018年百度自研AI芯片——昆侖1正式亮相，采用14nm工藝與自研XPU架構，于2020年量產，主要應用于百度搜索引擎、小度等業務。2021年3月，百度昆侖芯片完成獨立融資，同年8月，百度宣布第2代自研AI芯片——昆侖2正式量產，采用7nm制程，搭載自研的第二代XPU架構，相比1代性能提升2-3倍，通用性、易用性方面顯著增強。

百度昆侖芯前兩代的產品已有數萬片部署，第三代產品有望在2024年4月舉辦的百度Create AI開發者大會上亮相。

阿里平頭哥

        阿里平頭哥于2018年9月成立，是阿里巴巴全資半導體芯片業務主體，擁有端云一體全棧產品系列，涵蓋數據中心芯片、IoT芯片、處理器IP授權等，實現芯片端到端設計鏈路全覆蓋。

        AI芯片布局上，阿里平頭哥2019年9月推出了其首款高性能人工智能推理芯片——含光800，基于12nm工藝與自研架構，集成了170億晶體管，性能峰值算力達820 TOPS。在業界標準的ResNet-50測試中，推理性能達到78563 IPS，能效比達500 IPS/W。

        2023年8月，阿里平頭哥發布了首個自研RISC-V AI平臺，支持運行170余個主流AI模型，推動RISC-V進入高性能AI應用時代。同時，平頭哥宣布玄鐵處理器C920全新升級，C920執行GEMM（矩陣的矩陣乘法)計算較Vector方案可提速15倍。

        2023年11月，阿里平頭哥玄鐵RISC-V上新了三款基于軟硬協同新范式的處理器（C920、C907、R910），大幅提升了加速計算能力、安全性及實時性，有望加速推動RISC-V在自動駕駛、人工智能、企業級SSD、網絡通信等場景和領域的大規模商用落地。

騰訊

        2021年11月，騰訊宣布在三款芯片上已有實質性進展，分別為針對AI計算的紫霄、用于視頻處理的滄海以及面向高性能網絡的玄靈，其中紫霄已經流片成功并點亮。

        據悉，紫霄采用自研存算架構和自研加速模塊，可以提供高達3倍的計算加速性能和超過45%的整體成本節省。紫霄芯片為騰訊內部使用，不對外銷售，騰訊通過其云服務出租算力獲利。

        近期，媒體報道知情人士稱騰訊正考慮將紫霄V1作為英偉達A10芯片的替代品，用于AI圖像和語音識別應用。此外，騰訊還將推出針對AI訓練優化的紫霄V2 Pro芯片，以在未來取代英偉達L40S芯片。

華為

        華為在2018全聯接大會上提出了華為AI戰略和全棧全場景AI解決方案，并發布了2顆全新的AI芯片：昇騰910（Ascend 910）和昇騰310（Ascend 310）。

        兩款AI芯片均基于華為自研達芬奇架構，其中Ascend 910（用于訓練）采用7nm工藝，半精度達256TFOPs，功耗為350W，運算密度超越了英偉達Tesla V100和谷歌TPU v3。昇騰310屬于Ascend-mini系列第一顆華為商用AI SoC芯片，面向邊緣計算等低功耗領域。

        基于昇騰910、昇騰310 AI芯片，華為還推出了Atlas AI計算解決方案。華為昇騰社區顯示，目前Atlas 300T產品有三個型號，分別對應昇騰910A、910B、910 Pro B，最大300W功耗，前兩者AI算力均為256 TFLOPS，而910 Pro B可達280 TFLOPS（FP16）。據悉，華為昇騰芯片910B在2023年已經獲得了大客戶至少5000套的訂單，預計會在2024年交付。業界認為，華為昇騰910B能力已經基本做到可對標英偉達A100。

        由于中國市場對于華為昇騰910B等國產AI芯片的需求激增，路透社近期報道華為計劃優先生產昇騰910B，而這可能將會影響到Mate 60系列所搭載的麒麟9000s芯片的產能。

寒武紀

        寒武紀成立于2016年，專注于人工智能芯片產品的研發與技術創新，提供云邊端一體、軟硬件協同、訓練推理融合、具備統一生態的系列化智能芯片產品和平臺化基礎系統軟件，產品廣泛應用于服務器廠商和產業公司。

        成立以后，寒武紀推出多款芯片產品，覆蓋終端、云端與邊緣領域。其中終端芯片包括寒武紀1A、寒武紀1H、寒武紀1M系列智能處理器；云端智能加速卡包括思元100、思元270、思元290芯片和思元370；邊緣智能加速卡包括思元220芯片。

        其中，思元290智能芯片是寒武紀的首顆訓練芯片，采用臺積電7nm先進制程工藝，集成460億個晶體管，支持MLUv02擴展架構，全面支持AI訓練、推理或混合型人工智能計算加速任務。思元370則為該公司的主力產品，采用是7nm制程工藝，同時支持推理和訓練任務。此外，思元370也是寒武紀首款采用chiplet(芯粒)技術的AI芯片，集成了390億個晶體管，最大算力高達256TOPS(INT8)。

璧仞科技

        壁仞科技創立于2019年，發展路徑上，壁仞科技將首先聚焦云端通用智能計算，逐步在人工智能訓練和推理、圖形渲染等多個領域趕超現有解決方案，實現國產高端通用智能計算芯片的突破。壁仞科技已完成B輪融資，總融資額超50億元人民幣，是中國成長勢頭最為迅猛的“獨角獸”企業之一。

        2021年，壁仞科技首款通用GPU芯片BR100系列正式交付開始流片，2022年3月BR100成功點亮，同年8月BR100正式發布。

        據悉，BR100系列基于壁仞科技自主原創的芯片架構開發，采用成熟的7納米工藝制程，集成770億晶體管，16位浮點算力達到1000T以上、8位定點算力達到2000T以上，單芯片峰值算力達到PFLOPS級別。同時，BR100結合了包括Chiplet（芯粒技術）等在內的多項業內前沿芯片設計、制造與封裝技術，具有高算力、高能效、高通用性等優勢。

地平線

        地平線是高效能智能駕駛計算方案提供商，于2015年7月成立，經過幾年發展，陸續推出多款AI芯片，產品主要包含旭日與征程系列，其中旭日系列面向AIOT市場，征程系列面向智能駕駛領域。

        目前旭日系列已經發展至第三代，旭日3M和旭日3E，分別對應高端和低端市場。性能方面，只需在2.5W的功耗下，旭日3能夠達到等效5TOPS的標準算力，較前一代大幅升級。

        征程系列目前已經迭代至第五代，征程5芯片于2021年發布，2022年9月全球首發量產，單顆芯片AI算力最高可達128 TOPS，支持16路攝像頭，可滿足車廠高級別自動駕駛的量產需求。

        2023年11月，地平線宣布征程6系列將于2024年4月正式發布，并于2024年第四季度完成首批量產車型交付。據悉，已有多家車企與地平線達成意向合作，包括比亞迪、廣汽集團、大眾汽車集團旗下軟件公司CARIAD、博世等汽車領域頭部企業。

燧原科技

        燧原科技于2018年3月成立，專注人工智能領域云端和邊緣算力，成立5年多已建成云端訓練和云端推理兩條產品線，并開發出云燧®T10、云燧®T20/T21訓練產品以及云燧®i10、云燧®i20等推理產品。

        燧原科技已于2023年9月宣布完成D輪融資20億元人民幣，由上海國際集團旗下子公司及產業基金，包括國際資管、國鑫創投、國方創新、金浦投資旗下上海金融科技基金、國和投資聯合領投，騰訊、美圖公司、武岳峰科創、允泰資本、弘卓資本、紅點中國、廣發乾和、達泰資本、浦東投控等多家新老股東跟投。

        另據媒體報道，燧原科技第三代AI芯片產品將于2024年初上市。

結語

        展望未來，業界持續看好AI商用發展，并認為AI將使得大規模算力需求出現大量缺口，AI芯片市場前景值得期待。業界數據顯示，2022年全球AI芯片市場規模已經達到了5800億美元，預計到2030年將超過萬億美元。

        以英偉達為代表的頭部AI芯片廠商自然將繼續受益，與此同時中國AI芯片廠商也有機會在AI巨大風口下，縮小差距，加速成長。