人工智能（AI）芯片首先是在云端服务器市场得到应用，随后向终端领域扩展，然而目前在5G商用大潮的推动下，边缘计算（edge computing）开始受到重视，越来越多边缘服务器被铺设，人工智能在边缘侧的应用也逐渐展开。未来一段时间，边缘计算将成为AI芯片发展最快的新领域。这也意味着，人工智能最终将在“云—边—端”的全产业链条上实现覆盖。

边缘计算重要性持续增加

4G改变生活，5G改变社会。5G的到来将使无线通信技术从服务人向着服务行业、赋能产业升级的层次演进发展，进而催生出大量新兴业态。中国信科副总经理、无线移动通信国家重点实验室主任陈山枝对记者介绍了5G网络定义的三大应用场景：eMBB（增强型移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、uRLLC（超可靠、低时延通信）。更加强调高带宽、低延时和海量设备连接是5G时代信息通信的主要特征。

而要想实现这样的网络性能不可能单纯依靠云端服务器对终端设备提供的算力支持，势必更多地依靠边缘设备。边缘计算的重要性在5G时代将不断凸显出来。Gartner的分析报告显示，目前，大约10％的企业生成数据是在传统的集中式数据中心或云之外创建和处理的。到2022年，Gartner预测这一数字将增长到50％。谷歌也称，如果移动网站在3秒内没有加载，53％的访问者会放弃它。可以说随着5G时代的到来，数据的处理向边缘侧转移已是大势所趋。

这种情况在人工智能领域也有所体现。此前，由于无线网络中的数据处理主要依赖云端服务器，因此人工智能的应用更多集中于云端服务器，但是随着5G时代的到来，边缘计算逐渐将智能化处理从云端转向边缘，比如自动驾驶、远程医疗以及智慧城市等。

对此，有专家预测，这些智能终端产品或解决方案，都不允许超过数毫秒的时延，并对于抖动或时延变化极其敏感。未来，如果没有边缘计算的支持，将有很多应用可能都无法实现。

边缘计算AI芯片开发受重视

“在发展过程中，AI芯片首先是受到了云端服务器市场的关注和应用，国际公司如Google的TPU、亚马逊的Inferentia、英特尔的SpringCrest，国内公司如寒武纪的MLU100、百度的昆仑、华为的升腾、比特大陆的算丰，都是面向云计算所开发。其次，AI芯片在终端SoC市场的发展也较快，由于移动智能终端的竞争趋于白热化，华为、高通等公司纷纷推出专属SoC搭载AI加速模组，以实现终端侧的人工智通计算，AI加速模组IP的提供商也有ARM、Cadence、CEVA、寒武纪等公司。”清华大学电子工程系教授汪玉指出。

不过，随着边缘计算的发展，面向边缘计算的AI芯片也开始受到越来越多的重视。去年，华为发布了Ascend系列芯片，其中Ascend 310芯片定位中高端，其8W／8TFlops的性能下可覆盖智能摄像头市场，可进击自动驾驶市场，华为已经与奥迪合作，发布了基于Ascend 310芯片的自动驾驶边缘服务器MDC600，算是针对边缘服务器市场的一次重要尝试。Nvidia的Xavier芯片，峰值算力30TOPS，功耗30W，主要面向自动驾驶，同样是边缘计算的产品之一。比特大陆发布的第二代AI芯片BM1682自带视频解码和后处理操作且集成了CPU，面向视频监控，同样可应用于边缘计算服务器。

“新的边缘启用、数据密集型应用和工作负载将由AI提供支持。AI将用于分析和解释来自这些应用程序的数据，以帮助人们在某些情况下，实时做出关键决策。”汪玉表示。

可以预计边缘计算会成为未来最重要的人工智能硬件市场之一。在未来无论是相关应用还是相关芯片都将有更多公司大手笔投入，从而推动人工智能的进一步发展。

中国AI芯片市场将进一步扩大

目前，中国5G商用已经启动。伴随5G商用幅射面的不断扩大，人工智能、云计算、大数据、物联网等新兴产业发展迅猛，中国AI芯片市场将进一步扩大。中国AI芯片厂商如何利用这个发展机遇加快抢占边缘侧市场阵地呢？

首先应当明确的是，边缘计算等AI芯片目前最大的应用市场其实是在中国。随着越来越多人工智能应用的落地，华为、商汤、旷视、比特大陆等企业纷纷推出优秀的产品并在市场上站住了脚跟。这一方面加速了基于人工智能的应用成熟，另一方面也给AI芯片带来了市场，从而为人工智能完整产业链的成熟带来了机会。

此外，汪玉提出建议，目前AI芯片设计面临着太多种的枢架，如TF、Pytorch、Caffe、Mxnet等。同时现存的芯片平台也有很多，如CPU、GPU、FPGA、ASIC等。这就给AI芯片的设计开发带来了极大的挑战。如果能有公司设计开发出一款中间层性质的平台产品，由它来向上支持不同类型的设计框架，向下支持各种芯片平台，并最终服务于各个人工智能公司，将大大降低AI芯片设计中的复杂度，提高工作效率。这其中蕴含着巨大的商机。

在刚刚过去的6月，位于广州中新知识城的广州粤芯半导体技术有限公司（下称“粤芯半导体”）传来令人振奋的消息：6月15日粤芯半导体生产线启动投片（即按照集成电路设计版图开始制造的过程）试产。截至目前，生产线调试已经完成，首批样品已经出货，良率达到预期目标。

“这标志着9月‘广州芯’诞生，已进入最后冲刺阶段。”粤芯半导体负责人表示。事实上，从2017年12月中新知识城设立以来，项目的建设已经刷新“黄埔速度”甚至“广州速度”，粤芯半导体以虚拟IDM（Virtual IDM）为营运策略的12英寸芯片厂落户广州，更是“一石激起千层浪”，为广州半导体产业吹响集结号。

以芯片设计掌握物联网发展“话事权”

作为同样位于中新知识城的安凯（广州）微电子技术有限公司（下称“安凯微电子”）的董事长兼总裁胡胜发2001年将安凯微电子“安家”在广州开发区，在此期间他见证了广州半导体产业的发展历程。

“毫不夸张地说，安凯微电子是国内最早一批开展芯片设计的企业。”作为国内该领域“第一个吃螃蟹的人”，胡胜发带领着刚起步的安凯微电子接连克服融资难题、人才匮乏的问题，几年时间里，从一家新兴的芯片设计公司，发展成为国内多媒体应用处理器芯片最主要的提供商之一，各类芯片设计方案广泛应用于当时手机、MP3／MP4数码播放器等设备。

但实际上，当时安凯微电子的发展前景并不乐观。“设计一颗芯片，从建立概念到研发成功，再等到成熟能卖，可能要两三年的时间，距离真正的盈利还得等待更长的时间。即便在这两三年里研发成功了，很快也会被那些拥有庞大资产和研发投入的大公司所超越。”胡胜发坦言，特别是随着智能手机推出，芯片功能日新月异，研发投入成本越来越大。

“关键在于，芯片设计应当是整个半导体产业的‘灵魂’，面对手机这个已然成熟的领域，单纯的芯片设计实际上非常被动。”为了重新掌握“话事权”，胡胜发将目光投向物联网这片尚待开发的“处女地”。

“要实现万物互联的物联网，芯片设计是前提。”去年，安凯微电子成功研发设计出一款物联网摄像机芯片，不仅全面适配未来5G环境下H.265视频编码、1080P分辨率的物联网摄像机需求，而且减少近一半传输视频流量，功耗也进一步降低，“依靠这样的芯片制造出的云监控录像机，不仅彻底解决了传统监控设备庞大的设备空间，云端存储还确保了数据安全，提高了获取便利。”

此外，安凯微电子还发挥其在多媒体应用处理器芯片的研发优势，将蓝牙广播、云监控录像、LED照明功能集中到芯片上，设计出的全景灯泡远销海外市场。如今，安凯微电子已是广州地区规模最大的芯片设计企业，2018年度产值为2.5亿元，今年一季度产值为5000万，2019年年产值预计能够达到3.45亿元。

去年6月20日，安凯微电子知识城产业园动工开建，预计今年内完工并投入使用。同样令胡胜发倍感振奋的，还有广州半导体产业市场规模日益壮大。
“5年前，安凯微电子的主要客户还没有广州企业，去年前三大客户中有两个就是广州企业。”但另一方面，市场触觉敏锐的胡胜发，却在担忧另一件事。

胡胜发表示，2019年全球晶圆制造产能里，全球前四名占83.4％，中国大陆晶圆制造总产能仅不到8％；另一方面，2018年中国大陆涉及的芯片占全球比例16％，且正逐年提升，“国内晶圆加工、芯片封装与测试，面临着越来越大的产能不足。广州要发展半导体产业，必须要从解决晶圆加工上寻找突破。”

粤芯建设提速呼应庞大产能需求

2017年12月，粤芯半导体落户广州知识城，让作为“邻居”的安凯微电子着实看好。事实上，粤芯半导体的建设，正是为了解决本地对于晶圆加工的需求。

“快”，是粤芯半导体从开建以来的关键词：2017年12月26日奠基；2018年3月5日施工打桩，5月15日厂房主体施工，10月11日厂房封顶；2019年3月15日包括光刻机在内的首批设备搬入，6月15日开始投片，目标9月20日正式量产……

短短1年半的时间，粤芯半导体建设不断提速，背后是呼应半导体市场越来越庞大的产能需求。

“如果说芯片设计是半导体产业的‘灵魂’，那么晶圆加工就是‘血肉与骨骼’，没有芯片制造，再好的芯片设计也只能停留在设计图纸上。”广州市半导体协会秘书长潘雪花坦言，在整个半导体产业链上，解决芯片制造将是突破技术瓶颈的关键，“广东省是芯片需求大省，但另一方面芯片制造产能显得尤为不足。”

据介绍，粤芯半导体是广州第一条12英寸芯片生产线，一期投资额约100亿元，建成后将月产4万片12英寸晶圆芯片，主要产品为模拟芯片、功率器件、微控制器；二期投资额约188亿元，月产能将达4万片12英寸晶圆芯片。

“模拟芯片将是粤芯半导体的发展重心。”潘雪花介绍，模拟芯片能够处理包括温度、湿度、光学、压电、声电等传感器或天线采集的各类外界自然信号，将其转为数字信号提供数字系统处理，是实现物联网、人工智能的“敲门砖”，“不同于批量生产的存储芯片，模拟芯片突出定制化、个性化、柔性生产，而广州作为珠三角乃至粤港澳大湾区的重要枢纽型城市，集聚了天然的市场需求。”

更重要的是，自粤芯半导体项目启动之日起，便吸引了一大批半导体产业汇聚广州。在粤芯项目动工的前一天，就有15家企业签约落户广州开发区集成电路产业创新园区，包括14个产业项目和一支规模达50亿元的集成电路产业基金。

此外，在建设期间，粤芯半导体还与中山大学、华南理工大学、广东工业大学建立产学研合作关系，合力培养半导体产业发展的人才，同时已经有近80家芯片设计、封装测试等企业主动接触，实际落地的就有30余家。

“事实上，随着粤芯半导体的到来，广州半导体产业得到了全面激活，广州将能够以粤芯半导体为支点，带动上下游产业链形成全新的千亿级产业集群。”潘雪花说。

“强芯”工程力争打造千亿级产业集群

粤芯半导体给广州带来的，还有于去年成立的广州市半导体协会，粤芯半导体CEO陈卫担任协会会长。去年10月，广州、深圳、珠海、香港和澳门五地的半导体组织联手结盟，成立粤港澳大湾区半导体产业联盟，陈卫同样担任联盟首任理事长。

“广州能在半导体产业发挥如此大的影响力，这放在几年前是完全不敢想象的。”潘雪花坦言。放眼全国，上海、无锡、武汉、南京、西安、苏州是国内半导体产业基础较好的城市。其中，上海作为半导体产业链最完整的地区，拥有中芯国际、华虹宏力、中微半导体和华大半导体等多家龙头企业；无锡作为国家南方微电子工业基地，更是享有中国集成电路产业人才“黄埔军校”的盛誉，目前拥有半导体产业企业200多家、从业人员近5万名。

而在粤港澳大湾区里，深圳、珠海、香港、澳门在半导体领域也有多年基础。其中，深圳拥有的芯片设计产业规模占全国的30％，在全国十大芯片设计企业中，有四家都在深圳；珠海于2002年就初步形成了芯片设计、制造、封装测试、系统应用的芯片设计产业链，2017年芯片设计服务收入46亿元；澳门大学的模拟与混合信号超大规模集成电路国家重点实验室，更是广东省及澳门地区唯一的微电子国家重点实验室。

反观广州，2018年全市芯片制造和电子电路制造产值162亿元，18家芯片设计代表企业营业收入约10多亿元。据市工信局提供的企业统计数量上，目前有60家集成电路企业，其中35家分布在黄埔区。

“在半导体产业，广州前期跑得很慢，但如今正在奋起直追。”潘雪花说。

如今广州在物联网芯片、模拟芯片和射频芯片细分领域拥有自身优势，拥有包括安凯微电子、慧智微电子、泰斗微电子、润芯信息技术、硅芯、高云半导体等一批集成电路行业细分领域优势企业。

同时，广州半导体产业链正逐步完善。以晶科电子、风华芯电、飞虹微电子等为代表的一批封装企业，封装测试发展较快，尤其是晶科电子先后进入飞利浦、三星、创维、长虹、TCL、海信、吉利汽车等国内外知名企业供应链。广州国家现代服务业集成电路设计产业化基地也成为全国十个国家级的集成电路设计高新技术产业化基地之一，服务平台加速完善。

在扶持政策上，去年12月《广州市加快发展集成电路产业的若干措施》印发实施，提出将组织实施“强芯”工程，将以“芯片制造提升工程、芯片设计跃升工程、封装测试强链工程、配套产业补链工程、产业协同发展工程”为驱动，到2022年，广州市争取进入国家集成电路重大生产力布局规划范围，建成全国集成电路产业集聚区、人才汇聚地、创新示范区，力争打造出千亿级集成电路产业集群。

声音：扎根终端市场需求建立差异化优势

目前，广州半导体和集成电路产业发展仍落后于周边地区。广州在消费电子、汽车制造特别是下一阶段要发展的新能源汽车、智能网联汽车，需要大规模使用先进半导体产品，庞大的产业需求和终端应用市场已经形成，但是仍不得不大量进口高端半导体产品。因此，广州必须加快发展先进半导体产业，满足日益增长的终端市场需求。

我们应当注意到，在全国范围内发展起步较早的半导体产业强市，例如上海、南京、无锡、武汉，大多是在数字逻辑集成电路和传统半导体产业上积累长期优势。事实上，立足于全球5000多亿美元的庞大半导体市场观察，这些仅是整个“大半导体”产业的一部分内容，不应作为广州发展半导体产业的重点。

结合广州乃至粤港澳大湾区在新能源汽车、人工智能、互联网、物联网方面的发展趋势，发展模拟集成电路、功率半导体、微机械以及各类高频器件、传感器制造，既能带动先进半导体和集成电路全产业链工艺升级，同时符合当前本土产业生态和终端市场需求，应当是广州抢占先机的主阵地。

围绕这个主阵地，广州半导体产业应力争填补当前在整个半导体产业链和产业生态中的技术空白，包括从上游的先进芯片设计、芯片制成，到中游的先进封装测试，从而与当前下游终端市场需求建立起完整的产业链闭环。在这个基础上，广州半导体产业才有能力取代进口，特别在面向新能源汽车、机器人、新一代信息技术等领域，推动模拟集成电路、先进功率半导体、传感器等产业集聚发展，实现先进半导体产品国产化替代。

广州作为一个城市经济体发展半导体产业，不可能做到面面俱到，发展关键仍是扎根本地终端市场需求，以需求推动实现有“广州特色”的半导体产业，在细分领域建立差异化发展优势。同时，把握粤港澳大湾区建设契机，与深圳、香港、澳门、珠海等城市开展合作，将大湾区打造成先进半导体产业新高地。

政策扶持对于高投入、周期长、回报慢的半导体产业尤为重要。广州应当针对半导体产业，特别是针对芯片制造，加大扶持力度并予以政策倾斜；针对芯片设计、封装测试等产业环节，应当动用更多科技金融、产业基金等“看得见的手”解决融资难，鼓励更多企业参与发展。同时，半导体高端人才在全球炙手可热，广州一方面既要培养出好苗子，也要留得住人才，更要吸引高端人才进来，这仍需要围绕半导体产业特点，制定个性化人才政策。

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