近期，小米發布澎湃C1芯片，首發搭載在小米最新的折疊屏旗艦 Mix Fold上。字節跳動被曝正在自主研發云端AI芯片和Arm服務器芯片。以往提起“造芯”，多是硬件公司之間的比拼。近年來，從國外的微軟、谷歌，到國內的BAT，互聯網公司紛紛開始布局AI芯片，展開新一輪較量。
“十年樹木，百年樹人。”芯片產業發展不是一朝一夕之事。國內企業面對強手如林、已然穩固的芯片市場，不僅要有“十年磨一劍”的科研耐力，還要有“朝朝試鋒芒”的專利實力。
“吃瓜”“剁手”離不開AI芯片
AI芯片看似遙不可及，其實觸手可及。當你在微博沖浪放肆“吃瓜”、在淘寶邊看直播邊“剁手”的時候，都離不開AI芯片的深度參與。
早前，百度、阿里、騰訊均試水研發AI芯片。百度在無人駕駛、圖像、語音等應用層面的研發較早，先后通過合作和自研推出昆侖芯片、鴻鵠芯片等多款AI芯片。阿里成立達摩院，相繼推出含光、玄鐵等系列芯片。騰訊投資AI芯片企業燧原科技，成立芯片相關子公司。目前我國已經形成阿里、百度、小米、地平線、寒武紀、云天勵飛、比特大陸、依圖、中科曙光等為代表的AI芯片陣營。
那么，什么是AI芯片？與傳統芯片又有何區別？從廣義上講，AI芯片是人工智能產業的核心硬件，只要能夠運行人工智能算法的芯片都叫作AI芯片，但是通常意義上的AI芯片指的是針對人工智能算法做了特殊加速設計的芯片。中國電子信息產業發展研究院集成電路所分析師席子祺表示，AI芯片在當前的人工智能技術體系中扮演“加速器”角色，主要用于算法訓練、加速產品迭代。因此，AI芯片的核心技術包括同算法的契合度、并行計算能力、功耗等。
為什么互聯網大廠紛紛涉足AI芯片研發？席子祺表示，這主要基于人工智能應用的快速增長和算法迭代的需求。近年來，我國大力推進5G、人工智能、數據中心等新型基礎設施建設，而人工智能技術被視為新一輪產業變革的核心驅動力量。同時，隨著互聯網大廠人工智能算法的不斷迭代和細化，過去單純依賴GPU（圖形處理器）、通用芯片的硬件基礎已經不能滿足算法進一步迭代的需求，促使互聯網大廠紛紛開始自行設計AI芯片。AI芯片相較于其他芯片產品，同應用、算法的聯系更為緊密，互聯網企業相比傳統集成電路企業更具研發優勢。
近幾年，我國高度關注人工智能芯片產業的發展，相繼發布一系列產業支持政策。例如《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020年）》提出，將重點扶持神經網絡芯片，希望人工智能芯片在國內實現量產且規?；瘧?；《新一代人工智能發展規劃》提出，研發神經網絡處理器以及高能效、可重構類腦計算芯片等，新型感知芯片與系統、智能計算體系結構與系統，人工智能操作系統。
賽迪顧問相關數據顯示，中國AI芯片市場規模將在2021年達到305.7億元，增長率達57.8%。前瞻產業研究院的數據顯示，我國AI芯片市場規模將在2024年達到785億元。
長久發展還要靠IP保護
北京集佳知識產權代理有限公司專利代理人柳虹告訴記者，AI芯片作為一種能夠實現復雜運算的芯片，目前可以應用在圖像識別、語音識別、文字識別等多種場景。專利主要集中在圖像識別和語音識別這兩方面，另外，關于AI芯片的測評專利也有不少。
柳虹經專利文獻檢索發現，目前有數百件關于AI芯片的專利申請，分布在各個領域，比如圖像識別、醫療診斷、語音識別、人臉識別、輔助駕駛等。AI芯片的核心技術實際上是內部設置的運算邏輯，運算邏輯越精細嚴密，其能夠實現的運算功能就越強大。AI芯片內部的模型運算邏輯、AI芯片的測試和使用為AI芯片相關專利的保護重點。
此外，有超過50%的專利申請處于實質審查階段，基本都是2017年之后提交，這表明創新主體近幾年才開始提交相關專利申請，且大多數為實用新型專利申請。AI芯片相關專利申請的創新主體主要包括AI芯片的數據處理系統（例如包括AI芯片的圖像處理系統或者語音識別系統等）、AI芯片的測試方法和設備等。就目前檢索的專利文件來看，百度的相關專利稍多，大部分集中在圖像識別，其他還包括深度學習優化、AI芯片測試等。騰訊的相關專利集中于AI芯片的內部功能實現上，阿里的相關專利涉及模型訓練，小米的相關專利涉及AI降噪芯片。
席子祺表示，一般來說，AI芯片的研發難度主要在于同算法的結合上。而從目前來看，互聯網大廠研發AI芯片的主要難度則在于芯片產品從開始設計到流片成功之間動輒一到兩年的周期。如何平衡快速迭代的算法、應用需求與流片時間的關系？如何在設計芯片的時候為后續迭代留出空間？如何確保流片完成后市場不出現大的變化？這些都將成為AI芯片研發成功與否的關鍵問題。
柳虹表示，AI芯片用于處理復雜運算，后期的研發難度主要集中在如何優化AI芯片內部的算法，提高AI芯片的運算效率、準確性等問題上，以滿足未來不同的需求，比如更快更準確地識別出圖像中的人臉，快速準確地進行人臉比對等。此外，未來還會有諸多類似的場景和需求出現，AI芯片內部算法的更新也將愈發重要。
AI技術涉及生活中的方方面面，具有廣闊的應用前景和未來市場。利用AI技術進行信息處理是互聯網發展的大趨勢，如何在研發及專利布局過程中搶占先機，對企業來說尤為重要。柳虹建議，在AI芯片的專利申請中，主要是從功能的角度去申請。不論是從系統的角度將AI芯片與其他部件相適應配合，還是從芯片內部邏輯架構的精進改良，都最終體現在該芯片的功能上，而強大的功能可以滿足更多的應用場景。（李思靚）
（編輯：晏如）
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