新基建助力5G和Al芯片發(fā)展

葛婕　夏夢陽

高技術(shù)含量、廣闊市場前景以及對生產(chǎn)生活的變革性影響使5G和人工智能成為全社會關(guān)注的焦點，集成電路在5G和人工智能領(lǐng)域發(fā)揮著基礎(chǔ)支撐作用。新基建加速5G和人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為集成電路帶來更為廣闊的市場空間，將進一步推動集成電路產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。

新基建提速

5G通信芯片發(fā)展

（一）新基建助力5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進一步提速

根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至2020年3月底，全國已建成5G基站19.8萬個，5G套餐用戶規(guī)模超過5000萬戶，SG終端連接超過2000萬。2020年，在新基建浪潮推動下，國內(nèi)SG網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將進一步提速。三大運營商計劃在2020年新建50萬個5G基站，5G相關(guān)資本開支1803億元，實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國所有地級市及以上城市。預(yù)計2019-2026年間，國內(nèi)5G通信市場總體規(guī)模將超1萬億元。

（二）新基建5G通信推動芯片“量質(zhì)同升”

基帶芯片、射頻收發(fā)器芯片及射頻前端芯片等集成電路芯片和元器件為5G通信提供了基礎(chǔ)性支撐。以射頻前端芯片為例，射頻前端芯片是移動通信設(shè)備的核心器件之一。受益于5G新基建的帶動，5G通信芯片的需求大幅增加。一方面，5G基站部署數(shù)量有望達到4G基站的1.5倍，新建基站數(shù)量的增加帶來射頻前端芯片需求量的增加;另一方面，5G通信采用了載波聚臺和大規(guī)模多輸入多輸出等關(guān)鍵技術(shù)，帶來了射頻前端芯片需求量的成倍增長。此外，5G通信更高的頻段和更大的帶寬對射頻前端芯片性能提出了更高的要求。例如，基站側(cè)射頻功率放大器將由橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體工藝向具有高頻率、高功率特性的氮化鎵工藝演進，基站側(cè)濾波器將由金屬腔體濾波器轉(zhuǎn)向體積更小、性能更優(yōu)的陶瓷介質(zhì)濾波器，終端側(cè)射頻前端芯片由傳統(tǒng)分立方案向集成度更高、性能更優(yōu)異的射頻前端模組演進等。

（三）抓住新基建發(fā)展浪潮推動5G通信芯片快速發(fā)展

一是充分發(fā)揮5G通信整機企業(yè)對集成電路的帶動作用。5G通信芯片和元器件是5G通信整機產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。應(yīng)充分發(fā)揮整機企業(yè)的帶動作用，以產(chǎn)品為導(dǎo)向、應(yīng)用為牽引，加強SG新基建相關(guān)通信芯片上下游企業(yè)的協(xié)同臺作。鼓勵整機企業(yè)培育扶持更多SG通信芯片供應(yīng)商，為SG通信芯片企業(yè)提供驗證試錯機會，并與SG通信芯片企業(yè)聯(lián)合通關(guān)解決試用中發(fā)現(xiàn)的問題，提升5G通信芯片企業(yè)的技術(shù)水平。

二是建立5G通信芯片領(lǐng)域的國家級制造業(yè)創(chuàng)新中心。通過建設(shè)制造業(yè)創(chuàng)新中心，集聚國內(nèi)行業(yè)創(chuàng)新資源，搭建5G通信芯片共性技術(shù)研發(fā)中試線平臺，加強前沿和共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，建設(shè)服務(wù)5G通信集成電路產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的公共服務(wù)平臺，打通技術(shù)產(chǎn)業(yè)化鏈條。

三是引導(dǎo)5G通信芯片產(chǎn)業(yè)合理投資布局。應(yīng)引導(dǎo)5G通信芯片相關(guān)企業(yè)合理布局，避免資源過度分散。引導(dǎo)地方政府結(jié)合本地現(xiàn)狀合理定位，因地制宜發(fā)展5G通信芯片產(chǎn)業(yè)，避免盲目跟風(fēng)和信息不對稱帶來的資源浪費。

新基建助力

人工智能芯片實現(xiàn)突破

（一）新基建為人工智能芯片提供廣闊市場需求

芯片是實現(xiàn)人工智能技術(shù)創(chuàng)新的重要載體，我國推動新基建將為人工智能芯片帶來廣闊的市場空間。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2019年我國AI芯片市場規(guī)模為122億元。根據(jù)新基建投資測算，預(yù)計2025年，人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)新增投資約為2200億元，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過4000億元，這將使AI芯片市場規(guī)模超過300億元，年均增速達到20%。

（二）我國人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?/p>

目前，我國人工智能在圖像識別、語音識別等算法和應(yīng)用領(lǐng)域取得進展，涌現(xiàn)出一批創(chuàng)新型企業(yè)。由于技術(shù)門檻較高，國內(nèi)人工智能芯片的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍處在發(fā)展初期，但近年來也發(fā)展迅速。在云端訓(xùn)練和推理芯片部分，以百度、阿里、華為、寒武紀(jì)、比特大陸和上海熠知等為代表的國內(nèi)企業(yè)，已陸續(xù)發(fā)布多款代表性芯片，并實現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用。在設(shè)備端推理芯片部分，新興創(chuàng)業(yè)芯片公司較為集中，產(chǎn)品性能和功耗可與海外同類產(chǎn)品相匹敵，但未來該市場的競爭將較為激烈。國內(nèi)海量的數(shù)據(jù)和豐富的應(yīng)用場景，成為國內(nèi)人工智能芯片發(fā)展的重要驅(qū)動力。特別是國內(nèi)企業(yè)果斷把握時機，積極投入專用集成電路芯片研發(fā)。同時在面向前沿的類腦計算領(lǐng)域，也涌現(xiàn)出了西井科技、深思創(chuàng)芯、靈汐科技等開發(fā)人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平臺芯片的代表性企業(yè)。

（三）把握新基建機遇推動我國人工智能芯片實現(xiàn)突破發(fā)展

一是加快突破人工智能芯片核心技術(shù)。加速構(gòu)建滿足人工智能應(yīng)用需求的人工智能芯片產(chǎn)品體系，重點發(fā)展針對人工智能算法及應(yīng)用場景定制的ASIC芯片，支持由終端向云端逐步突破的圖像處理器（GPU）芯片，推廣基于現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（ FPGA）芯片的應(yīng)用解決方案。加強面向人工智能算法的指令集和面向卷積、矩陣乘法等深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)任務(wù)的計算架構(gòu)創(chuàng)新，推進新型高帶寬內(nèi)存技術(shù)和高速通信接口技術(shù)創(chuàng)新。加強前瞻理論技術(shù)研究布局，研究軟件定義芯片等新型可重構(gòu)芯片技術(shù)，研究類腦智能計算理論，重點突破具備自主感知、學(xué)習(xí)和推理能力的類腦芯片及系統(tǒng)。

二是依托新基建開展人工智能芯片規(guī)模應(yīng)用。鼓勵各地區(qū)結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)及科研優(yōu)勢，培育面向智能手機、安防監(jiān)控、自動駕駛、醫(yī)療影像、互聯(lián)網(wǎng)智能服務(wù)等具備區(qū)域發(fā)展特色領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用及芯片創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)。通過政策引導(dǎo)、資金支持、構(gòu)建數(shù)據(jù)開放機制等方式，協(xié)力推動人工智能技術(shù)在制造業(yè)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、電子商務(wù)等領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

三是培育人工智能芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)。發(fā)展人工智能芯片軟件配套設(shè)施，打造包含硬件驅(qū)動、函數(shù)庫、編譯器等在內(nèi)的軟件開發(fā)工具包，形成面向開發(fā)者發(fā)好易用的編譯環(huán)境。加速提升集成電路設(shè)計、制造、封測水平，完善芯片設(shè)計自動化工具（EDA），突破核心知識產(chǎn)權(quán)（IP），推進先進工藝商用，提升三維硅通孔等先進封裝和先進芯片測試技術(shù)水平。構(gòu)建人工智能芯片、應(yīng)用軟件與整機系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化體系，推進基于人工智能芯片的新型智能終端及智能應(yīng)用解決方案的創(chuàng)新發(fā)展。