中國(guó)半導(dǎo)體的每一步發(fā)展，都?xì)v經(jīng)艱辛，凝聚著無(wú)數(shù)半導(dǎo)體人的汗水。時(shí)間回到上世紀(jì)九十年代，當(dāng)時(shí)正是摩爾定律大行其道的時(shí)候，在硅谷半導(dǎo)體公司是資本最熱衷的方向，然而在中國(guó)，由于西方國(guó)家的技術(shù)封鎖，我們的半導(dǎo)體業(yè)只能摸著石頭過(guò)河，一步一個(gè)腳印。在那個(gè)時(shí)候，最熱門的方向是微處理器CPU。以Intel為代表的微處理器領(lǐng)跑者們憑著數(shù)十年的技術(shù)積累，技術(shù)上已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，相當(dāng)于在筆直航道全速行駛的巨輪，后來(lái)者想追上甚至超越它何其困難。

然而，巨輪體積大也有其不利之處，就是掉頭困難。一旦全球技術(shù)風(fēng)向發(fā)生了變化，原來(lái)最熱門的賽道變得不再那么重要，那么轉(zhuǎn)型困難的巨頭往往會(huì)成為新時(shí)代的失敗者。還是拿Intel為例，10年前，當(dāng)PC和微處理器業(yè)務(wù)增長(zhǎng)不再迅猛，技術(shù)風(fēng)口轉(zhuǎn)向移動(dòng)設(shè)備時(shí)，Intel并非沒(méi)有看到這個(gè)機(jī)會(huì)，然而，大公司的決策過(guò)程注定了Intel即使看好移動(dòng)設(shè)備行業(yè)也沒(méi)法輕裝上陣從頭開始。于是，想要把x86指令集以及相應(yīng)架構(gòu)做低功耗版放到移動(dòng)設(shè)備上的戰(zhàn)略徹底失敗，在移動(dòng)設(shè)備處理器領(lǐng)域Intel完敗給了ARM，即使在通信基帶方面也只是成為了備選方案進(jìn)入了部分蘋果手機(jī)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，Intel過(guò)去的成功經(jīng)驗(yàn)在新賽道上反而成為了包袱。另一方面，以華為海思為首的中國(guó)半導(dǎo)體卻在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域追了上來(lái)，推出的手機(jī)SoC已經(jīng)是全球一流水準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)眼到了今天，全球科技和半導(dǎo)體的新熱點(diǎn)已經(jīng)是AI，物聯(lián)網(wǎng)，區(qū)塊鏈，自動(dòng)駕駛等。半導(dǎo)體行業(yè)在經(jīng)過(guò)多年的快速發(fā)展后，我們欣喜地看到，在這些新賽道上，已經(jīng)有不少輕裝上陣的中國(guó)公司在領(lǐng)跑了。如果我們的半導(dǎo)體公司能保持優(yōu)勢(shì)，那么，當(dāng)這些新的技術(shù)熱點(diǎn)真正落地帶來(lái)巨大的市場(chǎng)的時(shí)候，這些中國(guó)半導(dǎo)體公司就能隨著市場(chǎng)一起快速成長(zhǎng)并躋身全球半導(dǎo)體領(lǐng)導(dǎo)者的行列。下面我們就來(lái)看看這些由中國(guó)半導(dǎo)體公司領(lǐng)跑的新賽道。

人工智能（AI）

人工智能從2016年開始真正成為了全球最熱門的技術(shù)方向之一。這一波人工智能主要基于大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)，使用經(jīng)過(guò)海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一系列任務(wù)，包括物體分類、畫面內(nèi)物體識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等等。這次人工智能的革命性在于，它能解決之前的機(jī)器技術(shù)難以定義的模糊問(wèn)題。例如，人臉識(shí)別問(wèn)題，在工程上之前最大的問(wèn)題就是到底什么是人臉，很難給出一個(gè)明確定義——如果說(shuō)有兩個(gè)眼睛一只鼻子一張嘴就是人臉，那么猴子的臉也是這種結(jié)構(gòu)。而現(xiàn)在使用大數(shù)據(jù)的方法就可以解決這個(gè)問(wèn)題，只要給算法足夠多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)讓深度學(xué)習(xí)算法自動(dòng)從數(shù)據(jù)中提取特征，就能學(xué)習(xí)出什么是人臉。這樣一來(lái)，智能化系統(tǒng)能處理的問(wèn)題就從原來(lái)的“確定性問(wèn)題”到現(xiàn)在的“模糊問(wèn)題”。這個(gè)進(jìn)步非同一般，因?yàn)槲覀內(nèi)粘Ｉ钪杏龅叫枰幚淼氖聞?wù)絕大多數(shù)都是像人臉識(shí)別這樣的模糊問(wèn)題，因此智能化系統(tǒng)通過(guò)新的深度學(xué)習(xí)人工智能就能實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的自動(dòng)化，大大提高生產(chǎn)力。這次的人工智能技術(shù)可望成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)突破之一，因此國(guó)家決策層也相當(dāng)重視，在一些重要文件中反復(fù)強(qiáng)調(diào)AI的重要性，在政策上也大力扶持相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

由于人工智能是基于深度學(xué)習(xí)算法，因此人工智能算法在運(yùn)行時(shí)的計(jì)算量很大。舉例來(lái)說(shuō)，流行的用于圖像識(shí)別的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)VGG-16做一次識(shí)別需要超過(guò)300億次計(jì)算，而傳統(tǒng)的CPU對(duì)于這類人工智能運(yùn)算支持并不好，VGG-16即使跑在最先進(jìn)的CPU上，也需要一秒以上才能完成一次運(yùn)算。GPU雖然對(duì)人工智能支持較好，但是它動(dòng)輒需要幾百瓦的功耗，因此無(wú)法部署在移動(dòng)端。因此，算力已經(jīng)真真切切地成為了阻礙人工智能普及的瓶頸。

在這種情況下，人工智能加速處理器的概念就應(yīng)運(yùn)而生了。人工智能加速處理器是一種專門為人工智能計(jì)算優(yōu)化過(guò)的處理器。與CPU芯片大部分面積都用來(lái)優(yōu)化控制和暫存不同，人工智能加速處理器利用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流非常規(guī)整的特點(diǎn)，把絕大部分芯片面積都用來(lái)放置計(jì)算單元，從而可以實(shí)現(xiàn)高算力。與GPU使用多線程批量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)從而導(dǎo)致內(nèi)存訪問(wèn)能耗巨大不同的是，人工智能加速處理器對(duì)于數(shù)據(jù)流做了專門優(yōu)化，從而減小了內(nèi)存訪問(wèn)帶來(lái)的功耗，最終在實(shí)現(xiàn)算力要求的情況下可以把功耗控制在數(shù)瓦甚至更小，從而讓移動(dòng)端部署人工智能成為了可能。

由于人工智能技術(shù)非常新，因此在加速器方面無(wú)論是巨頭還是初創(chuàng)公司都站在了同一起跑線上。高通曾經(jīng)在兩年前推出了Zeroth神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器作為試水，然而由于其設(shè)計(jì)的架構(gòu)并不成熟因此并沒(méi)有獲得成功。而中國(guó)的初創(chuàng)公司寒武紀(jì)則在人工智能加速器領(lǐng)域搶先拔得頭籌。寒武紀(jì)的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)所，由于學(xué)術(shù)圈的前瞻性在2012年深度學(xué)習(xí)剛得到學(xué)術(shù)圈中的肯定就開始關(guān)注并研發(fā)相關(guān)硬件加速器，其學(xué)術(shù)論文多次發(fā)表在了頂級(jí)國(guó)際會(huì)議上。當(dāng)人工智能真正開始商業(yè)化落地的時(shí)候，寒武紀(jì)團(tuán)隊(duì)做了非常成功的學(xué)術(shù)產(chǎn)業(yè)化，把之前的研究成果做成了成功的產(chǎn)品，其標(biāo)志性事件是與華為合作在麒麟970SoC中成功加入了寒武紀(jì)人工智能加速器IP。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，擁有寒武紀(jì)加速器IP的麒麟970SoC的人工智能相關(guān)計(jì)算性能大幅超越了蘋果搭載neuralengineIP的A11SoC，真正成為了全球人工智能加移動(dòng)計(jì)算的領(lǐng)跑者。相比寒武紀(jì)，其他半導(dǎo)體巨頭在人工智能加速器方面的動(dòng)作可謂是較為落后：就在麒麟970在九月初完成測(cè)試并公開發(fā)布后近一個(gè)月，人工智能業(yè)的半導(dǎo)體巨頭Nvidia才發(fā)布了類似的開源NVDLAIP（至今未有相關(guān)芯片）；而Intel雖然已經(jīng)號(hào)稱要全面進(jìn)軍人工智能領(lǐng)域已久，但是至今仍未有面向移動(dòng)端的相關(guān)產(chǎn)品出現(xiàn)。

除了寒武紀(jì)之外，中國(guó)在人工智能芯片領(lǐng)域的公司還包括地平線，啟英泰倫等，且都已經(jīng)有相關(guān)芯片問(wèn)世。隨著人工智能未來(lái)的趨勢(shì)從云端逐漸過(guò)渡到終端，人工智能加速器相關(guān)芯片將會(huì)得到更多應(yīng)用，按照目前的情勢(shì)中國(guó)很有可能在相關(guān)領(lǐng)域誕生數(shù)家技術(shù)領(lǐng)先全球的成功半導(dǎo)體公司，讓我們拭目以待。

區(qū)塊鏈

如果說(shuō)中國(guó)人工智能芯片的領(lǐng)先源自于成功的產(chǎn)學(xué)轉(zhuǎn)化，那么中國(guó)在區(qū)塊鏈相關(guān)芯片上的遙遙領(lǐng)先則是對(duì)中國(guó)創(chuàng)業(yè)者靈敏的嗅覺(jué)和賭性的回報(bào)。2013年，就在絕大部分人都沒(méi)有聽說(shuō)過(guò)區(qū)塊鏈和比特幣的時(shí)候，吳忌寒就創(chuàng)立了生產(chǎn)比特幣挖礦機(jī)芯片的比特大陸。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，在2013年這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)創(chuàng)立這樣一個(gè)芯片公司的風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)大的：挖礦機(jī)芯片的市場(chǎng)很大程度上取決于比特幣的行情，而當(dāng)時(shí)比特幣價(jià)格很不穩(wěn)定，出現(xiàn)過(guò)兩天內(nèi)縮水80%的巨大波動(dòng)，甚至比特幣本身多次被人預(yù)言會(huì)徹底失去價(jià)值；而另一方面，芯片公司比起其他行業(yè)來(lái)說(shuō)需要大量的資本投入，不是小本買賣。然而，比特大陸的賭性終于還是獲得了回報(bào)，如今數(shù)字貨幣和區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)得到了認(rèn)可，比特大陸礦機(jī)的算力占全球比特幣總算力的70%以上，相比全球其他公司可謂遙遙領(lǐng)先，而去年比特大陸的營(yíng)收超過(guò)了25億美元，超過(guò)了展訊。

區(qū)塊鏈為什么重要？因?yàn)樗鉀Q了中心化的問(wèn)題，而這個(gè)區(qū)中心化的方案在未來(lái)的方方面面都會(huì)產(chǎn)生巨大影響。舉例來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在淘寶購(gòu)物之所以大家能放心付款是因?yàn)橛兄Ц秾氝@個(gè)擔(dān)保平臺(tái)，只有在買家確認(rèn)收貨后貨款才會(huì)打給賣家，因此支付寶就是一個(gè)中心化的信任平臺(tái)。然而，中心化的一個(gè)問(wèn)題就是其容量總有上限，因此每次雙11的時(shí)候支付寶總是要小心翼翼唯恐流量太大讓系統(tǒng)發(fā)生故障。未來(lái)如果使用區(qū)塊鏈則會(huì)大不相同，在區(qū)塊鏈中每個(gè)人的每一次交易行為都會(huì)被記錄并廣播，而且每個(gè)人的信用分?jǐn)?shù)將會(huì)以令牌（token，即俗稱的“幣”）的形式存在，任何人弄虛作假都無(wú)處遁形因?yàn)槟愕男袨闀?huì)被廣播給鏈上的所有人，而且造假者將會(huì)受到嚴(yán)厲的處罰以杜絕這種行為。這樣，利用區(qū)塊鏈將可以搭建一個(gè)分布式的信任平臺(tái)，大家都可以放心地在鏈上交易，但是計(jì)算卻是分布式的，所以不用有支付寶這樣的中心化信任平臺(tái)無(wú)法處理大流量。除此以外，區(qū)塊鏈還可以用到許許多多其他應(yīng)用，例如企業(yè)運(yùn)行記錄的去中心化驗(yàn)證，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，分布式計(jì)算等等。

那么，區(qū)塊鏈與芯片又有什么關(guān)系呢？事實(shí)上，區(qū)塊鏈運(yùn)作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是分布式記錄的認(rèn)證和更新，而這一切都離不開哈希算法，節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)哈希算法的計(jì)算結(jié)果來(lái)確定一筆新的記錄是否合法。因此，區(qū)塊鏈的大規(guī)模應(yīng)用必然伴隨著對(duì)于哈希算法算力需求的高速提升。因此，比特大陸的高速哈希計(jì)算芯片并非只能用于挖礦，在未來(lái)區(qū)塊鏈大規(guī)模鋪開之后也將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

IoT

IoT物聯(lián)網(wǎng)是公認(rèn)的未來(lái)趨勢(shì)，也是中國(guó)政府的未來(lái)工作重點(diǎn)。因此，中國(guó)率先牽頭成立了“國(guó)家隊(duì)”，從通信標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)營(yíng)商到硬件方面都走在了世界前列。中國(guó)NB-IoT已經(jīng)開始大規(guī)模商用，在智能水電表、共享單車等民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在工業(yè)上的應(yīng)用就更多了。相比而言，美國(guó)和歐洲國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要還是在工業(yè)領(lǐng)域，在民用領(lǐng)域還未看到大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。

伴隨著IoT的整體鋪開，中國(guó)的IoT芯片也走在了全球領(lǐng)先的地位。在NB-IoT協(xié)議公布后，華為海思就在全球首先發(fā)布了Boudica120芯片組，而中興、紫光展銳等廠商也爭(zhēng)相跟進(jìn)。一方面，中國(guó)的IoT政策優(yōu)勢(shì)巨大，推廣力度在全球絕無(wú)僅有；另一方面，低成本芯片也一向是中國(guó)芯片廠商的長(zhǎng)項(xiàng)。因此，我們可望在未來(lái)中國(guó)的IoT芯片能走在世界前沿。

無(wú)人駕駛車載傳感器

無(wú)人駕駛也是熱門技術(shù)方向。在無(wú)人駕駛相關(guān)硬件方面，77GHz毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)LiDAR也就成了兵家必爭(zhēng)之地，也是國(guó)內(nèi)資本熱衷的方向。在這個(gè)資本風(fēng)口上，中國(guó)誕生了不少技術(shù)領(lǐng)先的公司。

在77GHz毫米波雷達(dá)方面，中國(guó)的加特蘭微電子的技術(shù)可謂是全球領(lǐng)先。加特蘭的創(chuàng)始人來(lái)自于全球著名的加州大學(xué)伯克利分校，在博士畢業(yè)后將博士期間的毫米波電路技術(shù)帶回了國(guó)內(nèi)，在2014年創(chuàng)辦了加特蘭。雖然毫米波電路的技術(shù)當(dāng)時(shí)主要掌握在TI等國(guó)外半導(dǎo)體巨頭手中，但是當(dāng)時(shí)77GHz的毫米波雷達(dá)在汽車中也并未得到大規(guī)模應(yīng)用，還處于不溫不火的狀態(tài)，這也就給了加特蘭以趕超的機(jī)會(huì)。而在無(wú)人駕駛真正啟動(dòng)77GHz雷達(dá)市場(chǎng)的2017年，加特蘭也隨之發(fā)布了使用CMOS工藝的Yosemite系列量產(chǎn)77GHz雷達(dá)收發(fā)芯片，在性能達(dá)到4T8R的全球領(lǐng)先水準(zhǔn)的同時(shí)，因?yàn)槭褂昧薈MOS工藝因此可以有更高的集成度相比使用SiGe工藝的國(guó)外半導(dǎo)體廠商產(chǎn)品能集成更多數(shù)字處理模塊，同時(shí)其成本也只有國(guó)外同類產(chǎn)品的1/2-1/3。

在LiDAR領(lǐng)域，中國(guó)廠商也毫不落后，擁有禾賽、速騰聚創(chuàng)、北科天繪等一批優(yōu)秀的公司。目前，LiDAR行業(yè)的趨勢(shì)是從機(jī)械掃描是LiDAR轉(zhuǎn)向沒(méi)有機(jī)械部件的全固態(tài)LiDAR，而趨勢(shì)是芯片對(duì)公司的價(jià)值會(huì)越來(lái)越高，一家LiDAR公司擁有了芯片才能說(shuō)是徹底把握了供應(yīng)鏈。禾賽、速騰聚創(chuàng)、北科天繪等中國(guó)公司雖然還未正式發(fā)布芯片，但是預(yù)計(jì)芯片設(shè)計(jì)都已經(jīng)在進(jìn)行時(shí)，讓我們拭目以待。

總結(jié)

從前文我們可以看到，中國(guó)半導(dǎo)體公司的后發(fā)優(yōu)勢(shì)基本可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

-人才儲(chǔ)備：正是因?yàn)橹袊?guó)大學(xué)的教學(xué)與科研能力上升，才能夠培養(yǎng)出一大批在半導(dǎo)體以及其他新技術(shù)上的交叉人才，而這些人才最終又創(chuàng)立了寒武紀(jì)等在新賽道上領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)。另一方面，通過(guò)吸引海外杰出人才回國(guó)創(chuàng)業(yè)也看到了成效，有了加特蘭這樣由海歸創(chuàng)業(yè)的高精尖半導(dǎo)體公司。

-國(guó)家政策：國(guó)家政策也是至關(guān)重要的一點(diǎn)，對(duì)于AI和物聯(lián)網(wǎng)的大量投入造就了市場(chǎng)的繁榮和高質(zhì)量公司的興起。中國(guó)在這些領(lǐng)域擁有其他國(guó)家都沒(méi)有的政策紅利，未來(lái)公司發(fā)展的前景看好。

-資本：中國(guó)資本對(duì)于高科技行業(yè)的偏愛(ài)也是半導(dǎo)體類初創(chuàng)公司能夠?qū)映霾桓F的必要條件，活躍并有序的金融市場(chǎng)以及半導(dǎo)體大基金對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)都非常重要。

當(dāng)然，中國(guó)半導(dǎo)體與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有不足的地方，包括FPGA、高性能處理器、半導(dǎo)體工藝等方面都有相當(dāng)距離，在為我們的公司在一些方向上領(lǐng)先而欣喜的同時(shí)，也需要在這些落后的領(lǐng)域扎扎實(shí)實(shí)積累，以期在未來(lái)達(dá)到全球一流水平。