全球對人工智能(AI)專用芯片的需求不斷增長，使得AI正處于中國經濟未來的中心。

德勤预测，2019年中国制造的半导体产品收入将从2018年的850亿美元增长25%至1100亿美元，以满足国内对芯片组不断增长的需求，部分原因是人工智能的商业化程度不断提高。 德勤进一步预测，2019年，中国芯片代工厂将结束生产专门用于支持AI和机器学习(ML)任务的半导体。

隨著中國成爲半導體的要紧消費國(每年消費半導體總量超過50%，包括國內和最終出口)，其增長推動了整個行業的發展。然而，中國制造商只能滿足自身需求的30%左右。在宏觀經濟轉型和人工智能價值不斷增長的情況下，中國政府和領先的數字企業已經發出信號，表明國內半導體自給自足是未來的重要組成部分。他們正在大舉投資和招聘，以創建靠近全球頂級代工廠的当地制造能力。

許多中國公司正在爲人工智能設計專門的半導體，並在移動智专家機行業的最前沿設計芯片架構。在國家和國內制造商之間的強有力協調下，中國正使用大批資本和龐大的市場推進自己的議程。盡管中國在過去幾十年未能擴大半導體行業，但這一次很也许會成功。計算和新興技術之間不斷發展的關系也许進一步支持它的成功。

挖掘比特幣

为了更好地了解中国现代半导体产业，值得注目公共加密货币。 2017年12月，一枚比特币的市场价值达成17,900美元的历史高位。这不是一个容易的攀升，比特币的价值从此急剧下降，但加密货币的增长仍然成为头条新闻，也许令人惊奇的是，启示中国半导体创新。

這並非易事，此後比特幣的價值急劇下降，但加密貨幣的增長卻占據了媒體的頭條，或許令人意外的是，它還激發了中國的半導體創新。

在這些頭條国产新闻的背後，是比特礦工軍團運行計算，而這是加密貨幣的經濟基礎。如果比特幣礦工在每筆交易中第一個解決了數學難題，他或她就有也许獲得(比特幣)獎勵。那些處理能力最強的更有也许以最快的速度完成解決方案。在加密貨幣的早期，礦商購買圖形處理單元(GPU)，構建服務器群，並累消耗了大批的電力，以獲得相對優勢。他們的狂熱推動了GPU的銷售，消耗的電力比一些小國還多。但是GPU價格昂貴，耗電量大，同时供應不足。這樣就有機會引入定制設計的芯片，這種芯片甚至比專門用于挖礦的GPU更好。競爭的焦點是構建針對比特挖掘進行優化的專用集成電路(ASIC)。

2013年，比特大陆科技有限公司(Bitmain Technologies Ltd.)在北京成立，以满足年轻比特币经济日益增长的计算需求。当初，中国企业家也进入比特币的大潮，建立服务器群以帮助挖掘加密货币。比特大陆是首批采用专用芯片架构满足这一需求的芯片设计公司之一。 比特大陆开发的一次性ASIC芯片只能做一件事：计算比特币交易中的工作量证明(proof-of-work)计算，而不是构建通用中央处置器(CPU)或GPU。其Antminer系列芯片组的普及使得比特大陆每年获得数十亿美元的收入，同时引发了对不平稳加密市场的担忧。其他芯片设计人员很快就采用了自己的挖矿解决方案.

比特大陸的芯片設計先進，最近的中文产品線采用16納米(nm)工藝(衡量晶體管的尺寸)，但它們仍在中國大陸外制造，即台積電爲蘋果生産iPhone芯片的同一代工廠。這強調了中國半導體市場的狀況：本地設計已經變得具有競爭力，但本地制造仍然落後于全球領導者。

從挖礦到AI

随着中国结束对加密市场进行监管，同时这些市场的价值下降，比特大陆公布有兴致支持另一种新兴技术的计算需求，这种技术随着时间的推移也许会更大。就像加密货币一样，AI有其特殊的计算需求，这些需求可以被一般的CPU所满足，但不同的架构可以使履行速度加快。例如，谷歌的张量处置单元是用于人工智能的ASIC，其他公司也正在为人工智能构建ASIC。 GPU制造商英伟达的崛起部分是由于对芯片进行ML培训和推理的需求，而这是现今AI技术的关键基础任务。与CPU的串行设计相比，GPU的大规模并行处置架构更适合于常见的AI任务。最初，游戏GPU被用来驱动ML任务，但在过去几年的AI全球飞腾中， 但在AI全球崛起的过去几年，英伟达推出了直接支持ML的新硬件产品线。 比特大陆希望对AI的需求可以比GPU更好地服务其ASIC。

北京的Horizon Robotics由百度深度学习研究所的前担负人创立，为机器视觉提供嵌入式芯片。这些芯片包括预先训练的数据集，可以使边沿处置器运行推理任务(预测图像与其训练集匹配的也许性)。在英特尔的支持下，Horizon正在与要紧汽车品牌合作，为车辆提供边沿处置和机器视觉。尽管其芯片基于具有10年历史的40纳米工艺，但该公司的软件使其能够成为嵌入式推理市场上规模大得多的竞争者。在这种情况下，Horizon的算法具有超越硬件的能力。

另一家著名的中國芯片廠商寒武紀(寒武紀)也擁有一系列專門用于支持ML任務的芯片。此前，寒武紀在華爲的麒麟智专家機芯片組中爲AI設計提供了支持，然後爲數據中心MLU100系列提供了自己的ML解決方案。該架構使用台積電的14納米工藝節點進行制造。

當然，許多非中國供應商也在嘗試向中國市場銷售AI芯片，隨著國家滿足更多自身需求，外國競爭也许會更加猛烈。中國最大的公司也许會從能提供最佳芯片的國外或國內供應商購買。值得考慮的是，與許多頂級數字平台業務一樣，中國最大的數字公司也在尋求自己的定制芯片架構，以滿足其超大規模數字平台的需求。

然而，中國制造商通常仍然在制造最先進(即最小)的工藝方面處于落後局面。代工廠需要大批的資金投入，因爲他們需要建立令人難以置信的大型工業流程，才能夠制造極其小的電路。中芯國際(SMIC)等中國頂級晶圓代工廠正在努力擴大14納米的産量，而AMD、台積電和其他晶圓廠則達到7納米的規模化生産。比照這一標准，中國的代工企業落後于全球領先企業兩到三代。

盡管存在這種滯後，但中國的工業仍在繼續發展。近年來，中國制造的半導體收入穩步增長，2017年達到約780億美元，比2025-04-29年中，這一收入曲線顯示出超過線性的增長，表明中國半導體的質量在滿足需求方面越來越好。

中國迎接未來

隨著人工智能和專用芯片的發展，中國芯片制造商或許能夠抓住更多這方面的需求。盡管中國過去未能發展自己的芯片産業，但多年來中國制造商已經穩步發展了更強大的能力。现在，它們受到資金雄厚的政府議程、強勁的國內市場以及它們自己的超大型平台公司的推動。因此，中國現在也许比以往任何時候都更有能力成爲半導體和人工智能領域具有全球競爭力的參與者。這也许會産生非常大的影響。

爲什麽中國的地位比以往更好?目前的五個條件使中國在半導體領域的崛起更有也许：

國內需求。中國現在是全球最大的半導體消費國，每年進口價值約2000億美元。其龐大的人口包括8億互聯網用戶。中國人口規模和經濟增長支持強勁的國內需求，這推動了大多數外國供應商的利潤。雖然許多發達國家的PC和移動設備已靠近飽和，但中國對芯片的需求持續增長。事實上，世界經濟越來越依賴中國的需求，更多的全球投資者正在爲其未來買單。這種轉變有助于中國更好地控制外國制造商如何進入其國內市場。

国家支持。尽管中国经济有所降温，但规模仍然很大，这使得国家及其产业能够积累大批资金。尽管中国政府因其与最大产业的紧密关系而受到批评，但国家控制使市场协调更紧密。 2014年，中国国务院公布了《集成电路产业发展和促进国家指导方针》。该计划解决了中国制造商与全球领导者之间的技术差距，并获得由政府支持企业牵头的218亿美元基金的资助。2015年，中国公布了“中国制造2025计划”，该计划旨在将包括半导体在内的国内核心技术部件的产量到2020年提高到40%，到2025年提高到70%。另外，为支持这些目标，已筹集更多资金。

全球第五大合約芯片制造商中芯國際預計2018年的國家補貼將靠近1億美元。中芯國際已向荷蘭ASML訂購了極紫外光刻(EUV)設備，該設備是最先進的芯片生産工具之一。估計費用爲1.2億美元。這家上海制造商希望在2019年底之前擴大其14納米工藝的生産規模，盡管建造具有競爭力的代工廠需要花費數十億美元。但並不只有它。行業組織SEMI估計，到2018年，中國將在制造設備上花費130億美元，成爲世界第二大買家。截至2017年底，中國計劃新建至少14家芯片代工廠。

人工智能需求不斷增長。2019年，全球半導體行業也许會更多地關注人工智能的需求。人工智能的進步是該行業的推動力之一，預計未來二十年的增長率將達到5-6%。計算自己正在經曆更多的專業化以滿足人工智能的需求。這些趨勢與中國爲發展半導體獨立並將人工智能納入其經濟未來中心的戰略努力相結合。到2018年，中國在深度學習專利方面處于世界領先地位，但這些專利的總體價值尚不清楚。中國已大聲宣稱其未來將受到先進技術的驅動，人工智能是其關鍵身分。

許多中國大型公司都希望在人工智能市場上贏得優勢。百度、阿裏巴巴和騰訊(統稱爲BAT)的總市值超過1萬億美元，在全球多個行業開展業務。他們已經在國內和海外的其他公司投入了數十億美元。事實上，在中國124家獨角獸創業公司中，這三家公司投資了一半以上，其中包括世界上最有價值的純粹人工智能公司商湯科技。在某些方面，BAT的存在應足以證明中國可以擴大其技術公司的全球競爭力。

也许不足为奇的是，每个BAT公司都将AI功能引入他们自己的产品和服务线。越来越多的人正在制定或计划为AI制作自己的定制芯片。阿里巴巴公布了一项计划，旨在建立定制的AI芯片，用于边沿推理，支持其在自动驾驶，智能城市和物流土地的物联网业务线。这是以收购中国芯片制造商C-SKY Microsystems为基础的。就其自己而言，百度昆仑多核芯片解决方案是一款现场可编程门阵列芯片组，专为支持其不断扩展的云计算平台而设计。该芯片组也许会进入百度雄心勃勃的自动驾驶平台Apollo。值得注重的是，百度没有使用中国的芯片，至少目前还没有;它使用是三星14纳米工艺。

2017年6月，中國國務院發布了“下一代人工智能發展計劃”，該計劃規定中國的目標是到2030年成爲人工智能的世界領先者。另外，該路線圖的目標是到2020年實現與西方能力的相當，並在2025年尋求實現AI重大突破。該計劃似乎與中國頂級公司的議程，一些最大的投資工具以及許多市政項目的目標完全一致。

外国经营和外国人才。自动驾驶汽车位于机器人、人工智能和半导体的交叉点。它们面临着非常困难的设计挑战，中国初创公司和国内顶级超大规模平台公司仍然希望从硅谷获得无人驾驶技术的专业知识。然而，尽管自动驾驶汽车的专业知识也许仍然是外国的，但中国汽车行业正通过投资外国制造商、主动招聘和将市场领导者转移到国内来寻求制造自主驾驶汽车所需的硬件和软件。 2018年6月，日本软银集团公布，将向一家中国投资基金出售Arm Limited在华业务的多数股权。Arm是一家领先的半导体设计供应商(包括iPhone的Cortex系列芯片)。以厚朴投资管理公司为首，并获得中国主权财富基金和北京丝路基金的支持，该集团以7.75亿美元收购了Arm有限公司在华业务51%的股份。此举将使中国更多地接触Arm的设计。值得注重的是，Arm 2017年盈利的约五分之一来自中国需求。

为了继续发展国内芯片供应，中国企业也应当吸引更多的人才到大陆。在这方面，长江存储科技(Yangtze Memory Technologies)已投资240亿美元建设中国第一个先进的存储芯片工厂，并从外国芯片制造商那儿吸引了数千名工程师。该公司最近公布其7246层NAND存储芯片取得进展 - 这是一个好兆头，尽管仍落伍于其他内存制造商正在实现的最先进的41层芯片。同样，为了推进其14纳米的努力，中芯国际从台积电请来一位高级管理人员，台积电是世界上最大的合同代工厂，其生产能力被认为比中芯国际领先两到三代。同时，台积电已结束在南京建造代工厂，在中国大陆市场站稳脚跟。

芯片设计和知识产权(IP)。尽管中国公司制造最先進半導體的能力仍在发展，但中国的芯片架构设计和IP现在具有全球竞争力。华为设计了7纳米的新移动芯片组，声称其性能比其最大竞争对手更好、能耗更低。华为片上系统还拥有AI内核，并声称是世界上最快的调制解调器——部署早期5G。尽管华为依靠台湾的台积电进行制造，与中国其他顶级科技品牌类似，即宣扬当地设计但在其他地点制造产品，但这标志着中国企业可以达成技术最前沿的生产规格。

結論

中國正在積極努力確定下一階段的數字經濟，政府、制造業和超大規模數字企業都在一起努力。如果到2020年，中國實現將國內芯片産量占芯片消費總量的比例提高到40%的目標，將對全球芯片市場産生重大影響。回想一下，中國在2018年的需求占到全球半導體需求的一半以上。如果中國芯片制造商和政府能夠在滿足人工智能需求的同時，繼續投資、雇佣人才和開發足夠的先進制造能力，這些活動不僅可以激發更多的國內創新，同时中國也许會對下一代認知技術産生更大的影響。

中國以外的領先晶圓代工廠和芯片設計師應加快其保全中國需求競爭力的能力。專用于通用和離散機器學習(ML)工作流程的新架構的開發也许會變得更加重要，邊緣對輕量級推理的需求日益增加，並且核心部署了高性能的培訓和建模。領先的人工智能提供商也许會面臨越來越大的壓力，需要以更低的價格提供更強大的功能，這也许會促進人工智能商品化。

AI雲服務的當前領導者應繼續投資于研究和開發，以尋找更新的學習系統方法。BAT公司正在敏捷發展，他們著眼于在全球市場中占據更大的市場份額。在服務層面，他們也许會對數字平台領導者和雲提供商施加更大的壓力，還也许會在物流、工業物聯網和汽車行業找到更強大的立足點。對于尋求獲得競爭優勢的現有領導者而言，創新、功效和定價也许會變得更加重要。然而，半導體現有企業的最大優勢也许是與客戶保全紧密聯系，並不斷推進自己的數字化轉型。這需要敏锐、快速創新以及快速學習和適應的能力。

如果中國在推進其半導體議程方面取得了一定的成功，那麽它可以更好地控制對不斷增長的消費市場的訪問。如果人工智能的進步在國家和商業中不斷發展，那麽數據、分析和見解的程度可以推動優化、增強和創新的反饋循環，並進一步加強命令和控制中國經濟的本質。然而，要在這樣廣泛的變革中成功實施，中國政府和企業也许會需要發達經濟體和現有行業領導者提供更多的咨詢服務和知識轉移。從宏觀上看，這也许是中國數字轉型變得更加強大的一個迹象。

最終，對中國來說，技術獨立就是自強。僅僅幾十年前，中國被認爲只是世界上廉價的制造和裝配中心，被認爲在全球市場上無足輕重。從那時起，它一直穩步提升制造業的價值鏈。通過數十年的制造業學習並支持其最強大的數字業務，中國已經開始生産一些世界上最大的公司和最先進的中文产品。由于宏觀經濟學的轉變以及摩爾定律邊緣的真正挑戰，它仍然面臨著相當大的不確定性。然而，現在比以往任何時候都更不要懷疑中國的潛力。