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据 CAPIQ 数据显示，2010 年（nián）至（zhì） 2019 年 10 月，美国 AI 企业累计融资（zī） 773 亿美元，领先（xiān）中国 320 亿美元，占全球总融（róng）资额的 50.7%。尤其是（shì）特朗（lǎng）普（pǔ）政府以来，人工智能投资（zī）力度逐步加码。

人工智能市场格局

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是利（lì）用机（jī）器学习和数据分析方法赋予机器模拟（nǐ）、延（yán）申和拓展类（lèi）人（rén）的智（zhì）能的能力（lì），本质上是对人（rén）类（lèi）思维过程的模拟。AI 概念最早始于 1956 年的（de）达特茅斯会（huì）议，受限于算法和（hé）算力的不（bú）成熟（shú），未能实现（xiàn）大规模的（de）应用和推广。近年来，在大数据、算法和计（jì）算机能力三大要素（sù）的共同驱（qū）动下，人工智（zhì）能进入高（gāo）速（sù）发展阶段。据中国电子（zǐ）学会预测（cè），2022全球人工智能市场将达（dá）到1630亿元，2018-2022年CAGR达31%。

人工智能赋能实体经济（jì），为生产和生活带来革命性的（de）转变。人工智能作为（wéi）新一轮产业变（biàn）革的核心（xīn）力量，将重塑（sù）生产（chǎn）、分配、交换（huàn）和消费（fèi）等经济活动各环节（jiē），催生新（xīn）业务、新模式和新产品。从衣食住行（háng）到医疗教（jiāo）育，人工智能技（jì）术在社会经济各个（gè）领域深度融合和落地应用。同时（shí），人（rén）工智能具有强大的（de）经济辐（fú）射效益，为（wéi）经济发（fā）展提供强劲的引擎。据埃森哲（zhé）预（yù）测， 2035 年，人工智能（néng）将（jiāng）推动中国劳动（dòng）生产率提高 27%，经济总增加值提升 7.1 万亿美元。

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多角度人工智能（néng）产业比较

目前，全球人（rén）工智能产业的生态（tài）系（xì）统正逐（zhú）步成型（xíng）。依据产业链上下游（yóu）关系，可以将（jiāng）人工智（zhì）能划（huá）分（fèn）为（wéi）基础支持层、中间技术层和下游应用层（céng）。基（jī）础层是人工智（zhì）能产业的基础，主要提供硬件（芯片和（hé）传感器）及软（ruǎn）件（算法模型）等基础能力；技术层是人工智能产（chǎn）业的核心，以（yǐ）模（mó）拟人的（de）智能相（xiàng）关特征为出（chū）发点，将基础能力转化成（chéng）人工智能（néng）技术（shù），如计算机视觉、智能语（yǔ）音、自然语（yǔ）言处理等应用算法研（yán）发。其中，技术层（céng）能力可以（yǐ）广泛应（yīng）用（yòng）到多个（gè）不（bú）同的应用领域；应（yīng）用层（céng）是人工智能产业（yè）的（de）延伸，将技术应（yīng）用到具（jù）体行业，涵盖制造、交通、金融、医疗（liáo）等 18 个领域，其（qí）中医（yī）疗、交通、制造等领（lǐng）域的人工智能（néng）应用开（kāi）发受（shòu）到广（guǎng）泛关（guān）注。

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战略部（bù）署（shǔ）：大（dà）国角逐，布局各有侧重

全球范围（wéi）内，中（zhōng）美（měi）“双（shuāng）雄并立”构成人工（gōng）智能第一梯队，日本（běn）、英国、以色列和法国等（děng）发达国家（jiā）乘胜追击，构成第二（èr）梯队。同时，在（zài）顶层设计上，多（duō）数国家强化人工智能战略布（bù）局（jú），并（bìng）将人工智（zhì）能上升至（zhì）国家战略，从政策、资本（běn）、需求三大（dà）方面为人工智能落地保驾护。后起（qǐ）之秀的中国，局部领域有所突破。中国人工智能起步较晚，发（fā）展之路几经沉浮。自（zì） 2015 年以来，政府密（mì）集出台系列扶（fú）植（zhí）政策，人（rén）工智能发展势（shì）头迅猛。由（yóu）于初期我国政（zhèng）策侧重互联网领域（yù），资金（jīn）投向偏（piān）向终端（duān）市场。因（yīn）此，相比（bǐ）美国（guó）产（chǎn）业布局（jú），中国技术层（计算（suàn）机视觉和语音识（shí）别）和应用层（céng）走（zǒu）在世界前端，但基础层核（hé）心领域（yù）（算法和硬件算力）比较（jiào）薄弱，呈“头重脚轻”的态势（shì）。当前我国（guó）人工智能在国（guó）家（jiā）战（zhàn）略层面（miàn）上强调系统、综合布局。

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美国引领人工智能（néng）前沿研究，布局慢热而（ér）强（qiáng）势。美国（guó）政府（fǔ）稍显迟缓，2019 年人工（gōng）智能国家级战略（《美（měi）国人工智能倡议》）才姗姗来迟。但由（yóu）于（yú）美（měi）国（guó）具有天时（5G 时代（dài））地利（硅谷）人和（人才）的天然优势，其在人工智能的竞（jìng）争中已处于全方位领先状态（tài）。总体来看，美国重点领域布局前沿而全面，尤其（qí）是在算法和芯片脑科学等领（lǐng）域布局超前（qián）。此外，美国聚焦人工智能对（duì）国家安全和（hé）社会（huì）稳（wěn）定的影响和变革，并（bìng）对数（shù）据、网络（luò）和系统安全（quán）十分重视。

伦理价值观（guān）引领，欧洲（zhōu）国家抢占规范制定（dìng）的制高点（diǎn）。2018 年（nián），欧洲（zhōu） 28 个成员国(含英国) 签（qiān）署（shǔ）了（le）《人工智能合作（zuò）宣言》，在人工智能（néng）领域（yù）形成（chéng）合力。从国家层（céng）面来（lái）看，受（shòu）限于文化和语（yǔ）言差异阻碍大（dà）数（shù）据集合的形成，欧（ōu）洲各国在（zài）人工智能产业（yè）上不（bú）具备先发优势，但欧洲国家在全球 AI 伦理体系（xì）建设（shè）和规范的制定上（shàng）抢占了“先机”。欧盟注重探讨人工智能的社会伦理和标准，在技术监管方面占据全（quán）球领（lǐng）先地位。

日本寻求人工智（zhì）能（néng）解决社会问题。日本以人工（gōng）智能（néng）构建“超智能社会（huì）”为引（yǐn）领，将 2017 年确（què）定为（wéi）人（rén）工智能元年（nián）。由（yóu）于日本的数据、技术和商业需求较为（wéi）分散，难以系统地发展（zhǎn）人工智（zhì）能技术和产业（yè）。因此，日本政府在（zài）机（jī）器（qì）人、医疗健康和自动（dòng）驾驶三大（dà）具有相对优势的领域（yù）重点（diǎn）布局，并着力解决本国在养老、教育和（hé）商业领（lǐng）域（yù）的国家难题。

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基础（chǔ）层面：技术薄弱（ruò），芯（xīn）片之路任（rèn）重道远

基础层由于创（chuàng）新难（nán）度大、技术（shù）和资金（jīn）壁（bì）垒高等特点，底层基础技术和高端产（chǎn）品市场主要被（bèi）欧（ōu）美日（rì）韩等少数国际巨头（tóu）垄断。受限于（yú）技术积累与研（yán）发投入的不足（zú），国内在基础（chǔ）层领域（yù）相对薄弱。具体而言，在 AI 芯（xīn）片领（lǐng）域，国际科（kē）技巨头芯片（piàn）已（yǐ）基本构建产业生态，而（ér）中国尚未掌握核心技（jì）术（shù），芯片布局难以与巨头抗衡；在云（yún）计算领域，服务器虚（xū）拟化、网络技术（SDN）、开发语音等（děng）核心技术被掌（zhǎng）握在（zài）亚马逊（xùn）、微软等少数国外科技巨头手中。虽国内阿（ā）里、华为等科（kē）技公司也开（kāi）始（shǐ）大力（lì）投入研发，但核心（xīn）技术积累尚不足以主导产业链发展；在智能传感器领域，欧（ōu）洲（BOSCH，ABB）、美国（霍尼韦尔）等国家或地区全面布（bù）局传感器多种产品类型，而在中国也涌现（xiàn）了诸如汇顶科技的指纹传感器等产（chǎn）品，但整体产业布局（jú）单一，呈现出明显的短板。在数据领（lǐng）域，中国具有（yǒu）的得天独厚的（de）数（shù）据体量（liàng）优势，海量数据助推算法算力（lì）升级和产业落（luò）地（dì），但我（wǒ）们也应当意识到，中国在数据公（gōng）开力（lì）度、国（guó）际数据（jù）交换、统一（yī）标准的数据生态系统（tǒng）构（gòu）建等方面还有很（hěn）长的路要走。

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“无芯片不 AI”，以 AI 芯片为载体（tǐ）的计算力是人（rén）工智能（néng）发（fā）展水平的重要（yào）衡量标准，我（wǒ）们将对 AI 芯片作详细剖（pōu）析，以期对中国在人工（gōng）智能基础层的竞争力更细致、准确的（de）把（bǎ）握。

依据部署位置，AI 芯片可划分为（wéi）云（yún）端（如数据中（zhōng）心等（děng）服务（wù）器端）和（hé）终端（duān）（应用场景涵（hán）盖手机、汽（qì）车、安（ān）防摄像头等电子（zǐ）终端（duān）产品）芯片；依据承担的功能，AI 芯片可划分为训（xùn）练和（hé）推断（duàn）芯片。训（xùn）练端参数的形成涉及到海量（liàng）数据和大规模（mó）计算，对算法、精（jīng）度、处理能力要求非（fēi）常高，仅适合在云端部署。目前，GPU（通（tōng）用（yòng）型）、FPGA（半定制化）、ASIC（全定制化）成为 AI 芯片行（háng）业的主流技术路线。不同类型（xíng）芯片（piàn）各具（jù）优势（shì），在不同领域呈现多技术路径（jìng）并行发展态势。我们将从三（sān）种技术路线分别剖（pōu）析中国 AI 芯（xīn）片在全（quán）球（qiú）的（de）竞（jìng）争力。

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GPU（Graphics Processing Unit）的设计和生产均（jun1）已成熟，占领（lǐng） AI 芯（xīn）片的主要市（shì）场份额（é）。GPU 擅长大规模并（bìng）行（háng）运算，可平行处（chù）理（lǐ）海（hǎi）量信息，仍是 AI 芯片的首选。据（jù） IDC 预测（cè）， 2019 年 GPU 在云端（duān）训练（liàn）市场占比高达 75%。在全球范（fàn）围内，英（yīng）伟达和（hé） AMD 形成（chéng）双（shuāng）寡头垄断（duàn），尤其是英伟达占 GPU 市场（chǎng）份额的 70%-80%。英伟达在云端训练（liàn）和（hé）云端推理市场推出的 GPU Tesla V100 和（hé） Tesla T4 产品（pǐn）具有极高性能和（hé）强大竞争力，其（qí）垄（lǒng）断地位也在不断强化（huà）。目前中国尚未“入（rù）局”云端（duān）训练市场（chǎng）。由于（yú）国外 GPU 巨头具有丰富的芯片（piàn）设（shè）计经验和（hé）技术沉淀，同时又具有强大的资金实（shí）力，中国短期内无法撼动 GPU 芯片（piàn）的市场格局。

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FPGA（Field Programmable Gate Array）芯（xīn）片（piàn）具有（yǒu）可硬件编程、配置（zhì）高灵活性和低能耗等（děng）优点。FPGA 技术壁垒高，市场呈（chéng）双（shuāng）寡头（tóu）垄断：赛灵思（Xilinx）和英（yīng）特尔（Intel）合（hé）计占市场份额近 90%，其中（zhōng）赛灵思的市场份额超（chāo）过 50%，始终保持着全球 FPGA 霸主地（dì）位（wèi）。国内百度、阿（ā）里、京微齐力也在部署 FPGA 领域（yù），但尚处（chù）于起（qǐ）步（bù）阶段，技术差距（jù）较大。

ASIC（Application Specific Integrated Circuits）是面向特定（dìng）用户需求设计的定制芯（xīn）片（piàn），可满足（zú）多种终端运用。尽管（guǎn） ASIC 需要大量的物理设计、时间、资金及（jí）验（yàn）证，但在量产后（hòu），其性能、能耗（hào）、成本（běn）和可靠性（xìng）都（dōu）优于（yú） GPU 和 FPGA。与 GPU 与 FPGA 形成确定产品（pǐn）不同，ASIC 仅是一（yī）种技（jì）术路线或方案，着力解决各应用领域突出问题及（jí）管理需求。目前（qián）， ASIC 芯片市场竞争格局稳定且分（fèn）散。我（wǒ）国的 ASIC 技术与世界领先水平差距（jù）较小，部分领域处于（yú）世界（jiè）前列。在海外，谷歌 TPU 是主导者；国内（nèi）初（chū）创（chuàng）芯（xīn）片（piàn）企业（如寒武纪、比特大陆（lù）和地（dì）平线），互联网巨头（tóu）（如百度、华为和（hé）阿里）在（zài）细分领（lǐng）域也有所（suǒ）建（jiàn）树。