日本加快AI芯片開發(fā)的創(chuàng)新推進(jìn) 避開中美競爭開辟新戰(zhàn)場

近年來，人工智能已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國家和地區(qū)搶占未來發(fā)展先機(jī)的重要抓手。在此背景下，盡管業(yè)界還沒有為人工智能芯片給出一個準(zhǔn)確統(tǒng)一的概念，但是各國在半導(dǎo)體和芯片制造領(lǐng)域早已展開了激烈的競爭。主流觀點普遍認(rèn)為，未來AI芯片的競爭將在中國和美國之間展開。

日本正力圖通過AI技術(shù)革新提高本國經(jīng)濟(jì)競爭力。數(shù)據(jù)顯示，2018年日本政府年度預(yù)算案中AI相關(guān)預(yù)算總額為770．4億日元，這一數(shù)字還不到美國和中國的兩成。今年日本大舉提升科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域預(yù)算，尤其重點強(qiáng)調(diào)AI技術(shù)發(fā)展，可見日本已經(jīng)意識到AI技術(shù)的變革性力量，意圖追趕中美。

日本AI發(fā)展滯后

日本的AI關(guān)聯(lián)企業(yè)數(shù)量大約在200至300家，相對于美國包括谷歌、IBM、微軟等科技巨頭在內(nèi)上千家AI關(guān)聯(lián)企業(yè)的規(guī)模，日本的AI關(guān)聯(lián)企業(yè)無疑顯得勢單力薄。

2011年—2015年，中國發(fā)表的AI關(guān)聯(lián)論文已達(dá)41000篇，美國達(dá)到了25500篇，而日本只有11700篇。30年前，日本的半導(dǎo)體產(chǎn)品占世界總產(chǎn)量的45％，是當(dāng)時世界最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)國。

推進(jìn)具備優(yōu)勢的AI芯片

日本AI芯片起步較晚，預(yù)計不會與中美企業(yè)正面競爭，而是在日本具有優(yōu)勢的領(lǐng)域開發(fā)出AI芯片，從智能手機(jī)、汽車和機(jī)器人等終端切入。中美大型企業(yè)瞄準(zhǔn)的AI芯片主要用于通過互聯(lián)網(wǎng)連接的計算機(jī)本身—云平臺。 而日本在傳感器等技術(shù)方面具有優(yōu)勢。如果是邊緣側(cè)，能夠展開競爭。

由于AI芯片今后大量應(yīng)用于汽車和機(jī)器人等的可能性很高，日本國內(nèi)的半導(dǎo)體廠商很早就注意到邊緣側(cè)的AI芯片的發(fā)展?jié)摿?，一直積極推進(jìn)研究，或?qū)⒋罅繎?yīng)用在汽車及機(jī)器人領(lǐng)域。

要讓AI承擔(dān)復(fù)雜的處理工作，現(xiàn)在就需要處理速度很快的計算機(jī)。這種計算機(jī)因體積巨大而無法搭載到汽車和機(jī)器人上，因此必須通過通信來交換數(shù)據(jù)；需要絕對不能中斷的穩(wěn)定通信環(huán)境，同時這種數(shù)據(jù)交換需要較多時間。在自動駕駛領(lǐng)域，瞬間的判斷延遲就將導(dǎo)致事故，今后將輪到AI芯片出場。此外，智能手機(jī)的語音識別目前也依賴云平臺處理，不久后也可能改為通過AI芯片來處理。

在AI軟件領(lǐng)域，美國大型企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢，日本的存在感薄弱。如果日本不在國內(nèi)推進(jìn)AI芯片研究，將全面落后，顯示出危機(jī)感。日本應(yīng)發(fā)揮具有優(yōu)勢的產(chǎn)品制造傳統(tǒng)，找到出路。

加快AI芯片開發(fā)的創(chuàng)新推進(jìn)

日本政府圍繞上述問題出臺了一系列的相關(guān)政策。其中，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)部、創(chuàng)新推進(jìn)部于2018年4月發(fā)布“加快AI芯片開發(fā)的創(chuàng)新推進(jìn)項目”基本計劃。

邊緣計算技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備（邊緣側(cè)）進(jìn)行中央信息處理，其重要性和價值日益增加。雖然日本的創(chuàng)業(yè)企業(yè)具有AI的先進(jìn)技術(shù)，但為了開發(fā)出具有競爭力的AI芯片，不僅需要AI和芯片的設(shè)計、軟硬件的知識和技術(shù)，而且需要具有昂貴的設(shè)計工具和設(shè)計驗證設(shè)備。

民營企業(yè)的目標(biāo)是通過支持面向AI芯片相關(guān)理念實用化的研發(fā)，在為加快AI芯片開發(fā)而建立的設(shè)計驗證中心進(jìn)行開發(fā)，無縫開展AI芯片開發(fā)方案的設(shè)計、驗證，從而推進(jìn)加快創(chuàng)新性理念實現(xiàn)的研發(fā)，再次在全球范圍內(nèi)提升知名度。

計劃到2032年，日本面向邊緣的AI芯片在世界上獲得約750億日元的市場額，2023年之后逐步將技術(shù)實用化率提高到50％以上。

日本部署AI芯片的措施

①以2014年東芝剝離NAND Flash業(yè)務(wù)為標(biāo)志，日本企業(yè)徹底退出了消費級半導(dǎo)體市場第一陣營。但是，日本在半導(dǎo)體材料和制造設(shè)備上的市場份額卻一直保持著很高的比例。日本的半導(dǎo)體材料行業(yè)在全球占有絕對優(yōu)勢，在硅晶圓、光刻膠、鍵合引線、模壓樹脂及引線框架等重要材料方面占有很高份額，總份額達(dá)到約52％。而在半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，全球規(guī)模以上晶圓制造設(shè)備商共計58家，其中，日本企業(yè)多達(dá)21家。因此，在半導(dǎo)體市場上，日本雖然失去了商品市場，但是沒有失去制造能力。這樣的技術(shù)儲備，完全足以支撐日本廠商在必要的時候重新占領(lǐng)市場。

②在AI芯片的應(yīng)用定位上，相比主流的云計算AI芯片，日本制造業(yè)更側(cè)重于研發(fā)面向邊緣計算的終端AI芯片，例如，面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的傳感器芯片和自動駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的芯片。在當(dāng)前階段，研發(fā)這些AI芯片的目的，都是為了增強(qiáng)日本傳統(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)品的競爭力。

③近年來，日本的資本界低調(diào)地進(jìn)行了幾次實際上足以改變整個人工智能產(chǎn)業(yè)格局的收購。由于認(rèn)識到日本在AI芯片設(shè)計上的短板，日本軟銀于2016年用310億美元收購了英國老牌芯片公司ARM，2017年又從谷歌接手了著名的波士頓動力系統(tǒng)公司。市場研究顧問公司Compass Intelligence發(fā)布的最新研究結(jié)果顯示，在全球AI芯片企業(yè)排名中，ARM公司排在第7位。這些資本市場的運作，有利地支撐了日本半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。

④由于擔(dān)心日本的人工智能研究落后于人，日本政府也成立了專門的基金用以支持國內(nèi)AI芯片的研發(fā)，同時也加大了對高校和科研機(jī)構(gòu)在AI芯片研究經(jīng)費上的支持力度。半官方背景的日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）今年提出了一個旨在全面整合日本AI芯片“產(chǎn)學(xué)研”資源的政策建議。其中特別強(qiáng)調(diào)了基于舉國體制從人才培養(yǎng)、技術(shù)儲備、設(shè)備制造、商業(yè)環(huán)境等全方位爭取AI芯片產(chǎn)業(yè)制高點的戰(zhàn)略意義。

國內(nèi)AI發(fā)展的思考

目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實際存在著無效益的繁榮、產(chǎn)品（硬件）難度增大、產(chǎn)品研發(fā)費用增高盈利空間下降等三大問題，中國廠商想要突圍首先需要反思盈利模式，開啟基于硬件的軟服務(wù)能力，同時提升半定制技術(shù)能力。

芯片產(chǎn)業(yè)鏈包括設(shè)計、制造和封測。在設(shè)計和封測領(lǐng)域，中國與美國等先進(jìn)企業(yè)差距已經(jīng)逐步縮小。目前，中國有近1400家左右的設(shè)計企業(yè)，但在芯片設(shè)計公司“遍地開花”背后，卻隱藏著“整體實力不強(qiáng)”的尷尬，和美國頭部芯片企業(yè)超過80％的份額相比，我國前十大集成電路設(shè)計企業(yè)的銷售額占比剛剛超過30％。

集成電路產(chǎn)業(yè)從來就不是賺快錢的產(chǎn)業(yè)，做產(chǎn)業(yè)投資還是應(yīng)該回歸到產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展規(guī)律。隨著新興產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，大數(shù)據(jù)、云計算、5G通信、人工智能等技術(shù)也為芯片提供了巨大的市場。在CPU、GPU等高端芯片與國際差距較大的情況下，不少人期待通過AI芯片，中國能實現(xiàn)彎道超車，但一些業(yè)內(nèi)人士對此持質(zhì)疑態(tài)度。

中國有應(yīng)用和數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，可以快速獲得運用數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練。在美國，數(shù)據(jù)沒有那么容易獲取，本身也沒有大的應(yīng)用場景。但是人工智能不管是哪個領(lǐng)域，西方的基礎(chǔ)研究比我們深得多。

結(jié)尾

其實日本并沒有放棄在半導(dǎo)體，特別是AI芯片領(lǐng)域的競爭。相反，日本不僅一直牢牢把握著AI芯片制造的核心技術(shù)，而且正在舉全國之力試圖重新奪回半導(dǎo)體行業(yè)的霸主地位，并在新一輪以人工智能為標(biāo)志的產(chǎn)業(yè)升級競爭中取得優(yōu)勢。