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赛迪观点:新基建助力5G和AI芯片发展 葛婕、夏梦阳 中国电子信息产业发展研究院 前天

2020-05-11
高技术含量、广阔市场前景以及对生产生活的变革性影响使5G和人工智能成为全社会关注的焦点,集成电路在5G和人工智能领域发挥着基础支撑作用。
 
新基建加速5G和人工智能产业的发展,为集成电路带来更为广阔的市场空间,将进一步推动集成电路产业高速发展。
 
No.1 新基建提速5G通信芯片发展
 
(一) 新基建助力5G网络建设进一步提速
 
根据工信部的数据,截至2020年3月底,全国已建成5G基站19.8万个,5G套餐用户规模超过5000万户,5G终端连接超过2000万。
 
2020年,在新基建浪潮推动下,国内5G网络建设将进一步提速。三大运营商计划在2020年新建50万个5G基站,5G相关资本开支1803亿元,实现5G网络覆盖全国所有地级市及以上城市。
 
预计2019—2026年间,国内5G通信市场总体规模将超1万亿元。
 
(二) 新基建5G通信推动芯片“量质同升”
 
基带芯片、射频收发器芯片及射频前端芯片等集成电路芯片和元器件为5G通信提供了基础性支撑。
 
以射频前端芯片为例,射频前端芯片是移动通信设备的核心器件之一。受益于5G新基建的带动,5G通信芯片的需求大幅增加。
 
一方面,5G基站部署数量有望达到4G基站的1.5倍,新建基站数量的增加带来射频前端芯片需求量的增加。
 
另一方面,5G通信采用了载波聚合和大规模多输入多输出等关键技术,带来了射频前端芯片需求量的成倍增长。
 
此外,5G通信更高的频段和更大的带宽对射频前端芯片性能提出了更高的要求。例如,基站侧射频功率放大器将由横向扩散金属氧化物半导体工艺向具有高频率、高功率特性的氮化镓工艺演进,基站侧滤波器将由金属腔体滤波器转向体积更小、性能更优的陶瓷介质滤波器,终端侧射频前端芯片由传统分立方案向集成度更高、性能更优异的射频前端模组演进等。
 
(三) 抓住新基建发展浪潮推动5G通信芯片快速发展
 
充分发挥5G通信整机企业对集成电路的带动作用
 
5G通信芯片和元器件是5G通信整机产业链中的重要一环。应充分发挥整机企业的带动作用,以产品为导向、应用为牵引,加强5G新基建相关通信芯片上下游企业的协同合作。
 
鼓励整机企业培育扶持更多5G通信芯片供应商,为5G通信芯片企业提供验证试错机会,并与5G通信芯片企业联合通关解决试用中发现的问题,提升5G通信芯片企业的技术水平。
 
建立5G通信芯片领域的国家级制造业创新中心
 
通过建设制造业创新中心,集聚国内行业创新资源,搭建5G通信芯片共性技术研发中试线平台,加强前沿和共性关键技术研发,建设服务5G通信集成电路产品产业化的公共服务平台,打通技术产业化链条。
 
引导5G通信芯片产业合理投资布局
 
应引导5G通信芯片相关企业合理布局,避免资源过度分散。引导地方政府结合本地现状合理定位,因地制宜发展5G通信芯片产业,避免盲目跟风和信息不对称带来的资源浪费。
 
No.2 新基建助力人工智能芯片实现突破
 
(一) 新基建为人工智能芯片提供广阔市场需求
 
芯片是实现人工智能技术创新的重要载体,我国推动新基建将为人工智能芯片带来广阔的市场空间。根据IDC数据,2019年我国AI芯片市场规模为122亿元。
 
根据新基建投资测算,预计2025年,人工智能基础设施建设新增投资约为2200亿元,人工智能核心产业规模超过4000亿元,这将使AI芯片市场规模超过300亿元,年均增速达到20%。
 
(二) 我国人工智能芯片产业发展潜力巨大
 
目前,我国人工智能在图像识别、语音识别等算法和应用领域取得进展,涌现出一批创新型企业。由于技术门槛较高,国内人工智能芯片的产业化应用仍处在发展初期,但近年来也发展迅速。
 
在云端训练和推理芯片部分,以百度、阿里、华为、寒武纪、比特大陆和上海熠知等为代表的国内企业,已陆续发布多款代表性芯片,并实现产品应用。在设备端推理芯片部分,新兴创业芯片公司较为集中,产品性能和功耗可与海外同类产品相匹敌,但未来该市场的竞争将较为激烈。
 
国内海量的数据和丰富的应用场景,成为国内人工智能芯片发展的重要驱动力。特别是国内企业果断把握时机,积极投入专用集成电路芯片研发。
 
同时在面向前沿的类脑计算领域,也涌现出了西井科技、深思创芯、灵汐科技等开发人工智能神经网络平台芯片的代表性企业。
 
(三) 把握新基建机遇推动我国人工智能芯片实现突破发展
 
加快突破人工智能芯片核心技术
 
加速构建满足人工智能应用需求的人工智能芯片产品体系,重点发展针对人工智能算法及应用场景定制的ASIC芯片,支持由终端向云端逐步突破的图像处理器(GPU)芯片,推广基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的应用解决方案。
 
加强面向人工智能算法的指令集和面向卷积、矩阵乘法等深度学习基础任务的计算架构创新,推进新型高带宽内存技术和高速通信接口技术创新。
 
加强前瞻理论技术研究布局,研究软件定义芯片等新型可重构芯片技术,研究类脑智能计算理论,重点突破具备自主感知、学习和推理能力的类脑芯片及系统。
 
依托新基建开展人工智能芯片规模应用
 
鼓励各地区结合自身产业及科研优势,培育面向智能手机、安防监控、自动驾驶、医疗影像、互联网智能服务等具备区域发展特色领域的人工智能应用及芯片创新产业。
 
通过政策引导、资金支持、构建数据开放机制等方式,协力推动人工智能技术在制造业、医疗、农业、电子商务等领域的深入应用。
 
培育人工智能芯片产业生态
 
发展人工智能芯片软件配套设施,打造包含硬件驱动、函数库、编译器等在内的软件开发工具包,形成面向开发者友好易用的编译环境。
 
加速提升集成电路设计、制造、封测水平,完善芯片设计自动化工具(EDA),突破核心知识产权(IP),推进先进工艺商用,提升三维硅通孔等先进封装和先进芯片测试技术水平。
 
构建人工智能芯片、应用软件与整机系统的协同优化体系,推进基于人工智能芯片的新型智能终端及智能应用解决方案的创新发展。

(来源:中国电子信息产业发展研究院)