华为AI芯片越传越神 中国芯片业摆脱“卡脖子”
本报记者 高 博 刘 艳
“一直有传言说华为在做人工智能芯片，现在我要说……传言是真的。”10月10日的一次发布会上，华为轮值董事长徐直军从兜里掏出的“昇腾”芯片，引发热烈讨论。
近几天，华为的AI芯片在网络上越传越神，被称作“攻破了又一个让国人蒙羞的城池”“实现了弯道超车”“跟英特尔一较高下”……这些评价是否准确？
华为AI芯片确有高人之处
脑和手机计算一般用CPU，因为它面对多样任务，能力比较平均，像全能冠军。而人工智能计算呼唤更有针对性的芯片。机器学习有个特征，刚算出来的数往往再投入结算，一轮轮迭代以凸显关键细节。这种计算不需要太多数据缓存单元，不需要复杂的逻辑控制，只要计算单元够多就行。最好是从内存里读一次数据的时间，能多算几轮。
图形处理器(GPU)就比CPU更适合这类运算，从而经常用于AI“神经网络”。英伟达(NVIDIA)是GPU的第一生产商，近年借AI东风大火特火。曾几何时，算力需求比较稳定，大家都用英特尔的标准芯片。自从AI市场被看好，算力严重不足，各大厂商也开始自研芯片，分英伟达一杯羹。Google、Facebook、亚马逊、阿里巴巴等都在研发AI芯片，华为是后来者。
“AI芯片可以分两个范畴，一是训练，一是推理。”子创新网创始人、半导体技术专家张国斌说。所谓训练，就是给机器“喂”大数据，让它慢慢学会识别和区分对象；所谓推理，就是让训练好的机器干活。
推理芯片上，华为此前发布的麒麟芯片已实现手机端推理，而非递交云端。张国斌说，华为在手机端推理领域已领先世界。
而在训练芯片上，英伟达仍遥遥领先。但是，此次发布的将用于服务器的华为“昇腾910”，是目前单芯片计算密度最大的，比英伟达的同类芯片高出1倍。徐直军表示，华为准备构建的昇腾Plus系统，将连接1024个AI芯片，成为全球最大的分布式训练系统。
而张国斌指出，由于华为的新芯片不对外出售，仅供自用，这让它和英伟达公开发售的产品不好比较。而且英伟达技术雄厚，有针对各种场景的优化，因此谈不上华为靠一款芯片就打败英伟达。
华为更瞩目“达芬奇”而非芯片
华为此次突破，将使它的AI芯片地位大幅上升。张国斌说，今年5月，调研机构Compass Intelligence的全球AI芯片公司排行榜中，英伟达、英特尔以及恩智浦(NXP)位列前三。
华为位列第12名，已是中国最强的AI芯片厂商。昇腾910、310的发布将使这个排名发生很大变化。“我估计华为将升至前三。”
但是，芯片是个太大的行业，AI芯片占比不到1/100——据Allied Market Research，2017年AI芯片的市场在24亿美元左右。而2017年全球芯片产值超过3900亿美元(预计2018年还会大幅上升)。行业前两位三星子和英特尔，年销售额均超过600亿美元。中国2017年就进口了2600亿美元的芯片。
在华为自己看来，新推出两款芯片的意义，不能脱离它的“达芬奇”架构去谈。达芬奇是所谓“全栈全场景AI解决方案”，你可以把“全栈”系统理解为全能医生：什么样的客户来寻求帮助都能满意而归。此次发布的芯片(及随后将推出的各种设备和软件)只是其中一环。
华为的业务广度和研发实力，让它对“全栈”情有独钟。业界一般认为，华为重视达芬奇，是它经营AI的一个自然思路。
徐直军说：“达芬奇能够从极致的低功耗需求到极致的大算力需求全覆盖。现在我们还没有看到市场上有其他架构能够做到这一点。”
有专业人士分析指出：华为AI战线的跨度仅有Google等公司可与之匹敌；而与英伟达和Google的竞争系统比，达芬奇有其独特优势。未来提供包括芯片在内的整个系统的华为，在AI市场或将有雄厚竞争力。
“7纳米”不等于世界第一
“昇腾”被朋友圈转发的重要原因，在于它是屈指可数的7纳米工艺芯片。其实华为早前发布的手机芯片麒麟980，已是7纳米级。
“华为的确很厉害。现在能设计7纳米芯片的大公司，目前只有4家。”张国斌说，“苹果能做；高通公司即将推出，但还没出来。”
张国斌说，就已经发布的产品来看，华为的手机芯片麒麟980比苹果更强——苹果的芯片没有基带，所以说华为手机芯片达到世界第一，是没有问题的。
但是，华为手机芯片的突破不意味着中国芯片业摆脱“卡脖子”窘境。
市场调研机构IC Insights发布，2018年上半年全球前15大半导体厂商，没有来自中国大陆的——三星榜首、英特尔第二、SK海力士第三、台积第四，之后是美光、博通、高通、东芝/东芝存储、德州仪器、英伟达、西数/闪迪、英飞凌、恩智浦、意法半导体和联发科。7家总部在美国，欧洲3家，韩国2家，中国台湾地区2家，日本1家。
芯片分设计、制造和封装三大领域。如英特尔、三星，既设计也制造；联发科和威盛，则只设计，不制造；台积只替别人代工生产。
张国斌说，近几年中国重视IC设计，此类公司已有1400家，别的国家加在一起也没有中国多，但水平不能说最高。
另外，张国斌说，造芯片就好比装修房子，除了好的设计图，还得有高水平的施工队。“施工”是中国芯片业的弱项。
中国最好的芯片制造企业，成熟工艺是28纳米，跟台积的7纳米差了三代；在封装(激光切割晶圆、引脚等等工序)市场，做得最好的企业在中国台湾地区和美国。
“这意味着如果我们面临禁运，台积这样的企业不再加工我们的芯片，即使华为能设计出最好的芯片，也造不出来。”张国斌说。
