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1.ASIC AI, 巨頭才玩得起的遊戲? 未必;
集微網消息, 人工智慧晶片主要包括GPU, FPGA, ASIC以及類腦晶片. 在人工智慧時代, 它們各自發揮優勢, 呈現出百花齊放的狀態. 現在, 人工智慧已經不再局限於機器學習上, 而且更多可以以更快的速度運行AI系統的新型架構正在被開發出來. 英偉達, 高通, 英特爾, IBM, 穀歌, Facebook和其它公司正在加速湧入這個領域.
實際上, 這些器件並不是真正的晶片, 而是一種系統級封裝. 它們通常包含一顆或者兩顆具有大規模處理能力的基於最新半導體製造工藝 (16nm及以下) 的ASIC, 和大容量的超高頻寬記憶體 (比如HBM2堆棧) , 所有這些晶片都通過先進封裝技術整合在一起.
人工智慧相關ASIC近來漸獲市場注意, 多家廠商如NVIDIA, 英特爾, Google及部分新創企業均相繼搶進開發, 有望在未來形成數十億美元市場商機規模. 隨著NVIDIA將GPU重新定位成為雲端AI引擎角色下, 也確定帶動ASIC業務跟進發展, 如Google如今已推出第二代TPU, 英特爾在買下Nervana公司後也取得自有Nervana晶片, 另外由多名前Google TPU員工創辦的新創企業Groq, 近日也宣布將在2018年初推出自有下一代AI晶片等等.
Google的TPU, 是專門為其深度學習演算法Tensor Flow設計的, TPU也用在了AlphaGo系統中. 今年發布的第二代Cloud TPU理論算力達到了180T Flops, 能夠對機器學習模型的訓練和運行帶來顯著的加速效果, 其實也是一款ASIC晶片. 選擇做ASCI定製化研發, 一方面是資金不愁, 另一方面也是出於Google所需提供的服務考慮. 包括Google映像搜索, 照片, 雲視覺API, Google翻譯等產品和服務都需要用到深度神經網路. Google有這個需求以及能力去開發一種專門的晶片並具備規模化應用 (大量分攤研發成本) 的可能.
Nervana由英特爾購併後, 計劃在2017年底前推出第一款AI專用化Nervana神經網路處理器(NNP). Nervana NNP也是一款ASIC晶片, 能以極高運算效率從事深度學習演演算法的訓練與執行. 英特爾捨棄了CPU上常見的快取, 改由特殊軟體負責特定演演算法的晶片存儲器管理, 希望能藉此將晶片的運算密度與性能提升到新的層次.
由前Google TPU員工創辦的新創企業Groq打算在2018年發布第一代AI晶片. 這款晶片對標英偉達的GPU, 是專門為人工智慧重新定製一款晶片. 官網資料顯示, 這款晶片的運算速度將可以達到400萬億次每秒, 每瓦特能進行8萬億次的運算. 而穀歌最新一代的TPU才達到每秒180萬億次運算, Groq晶片的性能將會是穀歌TPU的兩倍多.
聯發科也將有所動作. 聯發科共同CEO蔡力行表示, ASIC的布局聯發科會發揮既有資源, 通過現有團隊實力, 配合客戶需求積極開發ASIC領域. 但畢竟才剛開始, 現階段不會太挑客戶, 還是以整體業務成長為優先考慮.
全球AI晶片首個獨角獸寒武紀, 走的也是ASIC路線.
事實上, 由於定製化, 低功耗等好處, 在AI領域ASIC正在被越來越多地採用, 帶動了ASIC設計及市場快速增長. 根據Semico Research的最新調查報告, 在2021年以前, 人工智慧聲控裝置ASIC的設計預計將以接近20%的年複合成長率成長, 幾乎達到2016年至2021年間所有ASIC設計成長率(10.1%)的兩倍, 去年全球ASIC出貨量增長為7.7%, 明年物聯網ASIC單位出貨量將超過18億個單位. Semico Research指出, ASIC增長主要動力來自於工業與消費市場的成長, 由於市場飽和加上需求減少, 許多傳統終端應用的成長速度開始減慢, 而與物聯網有關的應用正在起飛.
Semico Research指出, 除了物聯網和人工智慧以外, 與智能電網, 穿戴式電子產品, 固態硬碟, 無人機, 工業物聯網, 先進駕駛輔助系統(ADAS)和5G基礎設施相關的ASIC產品成長率預計也將較廣泛的市場更迅速. 在2021年以前, 消費電子領域的基礎SoC設計專案將以19%的CAGR成長, 而工業物聯網ASIC設計專案則將成長25%.
ASIC設計研發成本難以負荷, 設計服務浴火重生
儘管如此, ASIC在AI領域的應用還是面臨著不少難題.
ASIC是依照產品需求不同而定製化的整合電路, 由特定用戶需求和特定電子系統的需求而設計, 製造. 一般來說, ASIC在特定功能上進行了專項強化, 可以根據需要進行複雜的設計, 可實現更高處理速度和更低功耗, 相對地, ASIC的設計, 製造成本也非常高. 一般的IC公司很難承擔為深度學習開發專門處理器ASIC晶片的成本的風險. 首先未來為了性能必須使用最好的半導體工藝製程, 而現在用最新的工藝製造晶片一次性成本就要幾百萬美元, 非常貴. 就算有錢, 還需要組建一個團隊從零開始設計, 設計周期往往也非常長, 可以說time to market時間太長, 風險很大. 且ASIC晶片還將必須不斷升級以跟上新技術及工藝水平, 加上ASIC晶片設計者在開發過程初期便已固定其邏輯, 因此若在AI這類快速演化的領域有新想法出現, ASIC晶片將無法對此快速做出反應. 如果無法實現規模化的應用, 就算開發成功也美元實際應用價值. 所以, IC公司一般傾向於採用通用晶片如CPU, GPU, 或者半定製化晶片FPGA.
顯然, 隨著工藝的不停升級, ASIC的流片費用已經抬高了ASIC保底的最少晶片銷售量, 到最後全球也就為數不多的幾家ASIC廠商能夠承受這種巨額的ASIC流片成本和失敗風險. 藉此, ASIC設計服務再次回到業界關注焦點.
例如, 美國無晶圓廠FinFET級ASIC設計服務企業eSilicon日前宣布, 成功將自有深度學習ASIC送交製造所發布, eSilicon提到這款ASIC采定製IP, 先進2.5D封裝工藝以及為業界大型晶片之一, 並為該公司首款採用台積電2.5D CoWoS封裝技術的量產晶片. 台積電業務發展副總裁BJ Woo博士指出, 台積電CoWoS封裝技術是針對滿足這類晶片設計深度學習應用的需求, 此先進封裝解決方案可實現高性能及整合需求, 以達到eSilicon的設計目標. 前文中提到的Google TPU, Nervana NNP, Groq即將推出的第一代AI晶片, 均是由ASIC公司所送交製造, 並交由台積電製造.
目前, 人工智慧類ASIC的發展仍處於早期. 其根本原因是, ASIC一旦設計製造完成後電路就固定了, 只能微調, 無法大改. 而硬體的研發設計與生產成本很高, 如果應用場景是否為真市場尚不清晰, 企業很難貿然嘗試. 此外, 能設計出適用於人工智慧晶片的公司必然是要既具備人工智慧演算法又擅長晶片研發的公司, 進入門檻較高. 因此, AI演算法+ASIC設計服務+代工的商業模式的發展得宜, 可以讓愈來愈多AI ASIC得以陸續問世及開發.
代工廠這邊, 全球有很多代工廠, 但是因為難度太高, 能做AI系統封裝的廠商並不多, 台積電, 三星和格芯都在榜單之列. 那麼, 是哪些廠商在設計AI系統封裝呢? 你需要看看哪些廠商真正擅長2.5D整合和擁有設計所需的關鍵IP (比如HBM2物理層介面和高速SerDes) . HBM2 PHY和高速SerDes模組執行該封裝系統內多個組件之間的任務關鍵性通信. 這些都是類比設計中非常苛刻的挑戰, 從ASIC供應商那裡購買IP可以把風險降至最低. 上面提到的三項關鍵技術eSilicon都有涉及. 擅長這些領域的ASIC廠商並不多, 不過由於人工智慧市場可能會出現爆炸性增長, 所以這些ASIC廠商將會受益匪淺.
台灣也有眾多IC設計服務企業, 在人工智慧市場驅動下, ASIC生意再度好起來, 且業者預期這波榮景可望持續很久. 台積電大膽預言, 2020年高性能計算(HPC), AI相關晶片業績將高達150億美元, 創意及世芯, 智原亦看好來自全球AI客戶對於ASIC晶片的需求熱潮, 可望自2017年起延續好一陣子, 尤其是強調先進位程技術, 極度複雜晶片設計, 高效能與低功耗等, 將是IC設計服務業者的新藍海市場.
2.業界首款支援NB-IoT R14規格晶片, 聯發科發布雙模MT2621;
集微網消息, 聯發科技發布業界首款支援NB-IoT (窄帶物聯網) R14規格的雙模物聯網晶片 (SoC) MT2621. 該晶片支援NB-IoT及GSM/GPRS兩種網路模式, 具有優秀的低功耗和成本優勢, 將帶來更加豐富的物聯網應用, 如健身追蹤器等可穿戴設備, 物聯網安全設備, 智能電錶及各種工業應用.
MT2621是一款高度整合的物聯網平台, 除支援NB-IoT網路外, 亦相容現有GSM/GPRS網路, 為物聯網設備提供優良的網路覆蓋與通話品質. MT2621內建的省電與連接功能可支援現有的GSM/GPRS網路與未來的NB-IoT發展, 將能帶動物聯網邁入下一個成長階段.
為幫助終端設備廠商將產品更快速推入市場, MT2621採用簡單且極具成本效益的單SIM卡單天線設計. 終端設備只需一個通用整合電路卡 (UICC) 和移動號碼, 即可在NB-IoT和GSM/GPRS雙網路間自由切換, 而且支援單卡雙待. 此外, MT2621整合一個寬頻前端模組, 支援全球範圍內的所有超低頻, 低頻和中頻等頻帶.
MT2621由一顆省電的ARM v7微控制器 (MCU) 驅動, 內置快閃記憶體與偽靜態隨機存儲器 (PSRAM) , 還支援多種音視頻介面, 內建的Bluetooth 4.2通訊功能可與附近其他設備自由連接.
3.聯發科是如何在NB-loT市場 '等風來' ? ;
集微網/文 鄧文標
如果要在2017中國移動合作夥伴大會上找亮點的話, 那麼 '139合作計劃' 是絕對不容忽略的. 這裡的 '1' , 即中國移動將建成一個技術領先, 覆蓋廣泛的移動物聯網, 在346個城市實現NB-IoT連續覆蓋, 為廣大用戶提供便利, 快捷的物聯網服務體驗.
而作為推動國內NB-IoT應用落地的晶片廠商——聯發科正乘勝追擊, 在此次中國移動合作夥伴大會上發布了業界首款支援NB-IoT R14規格的雙模物聯網晶片MT2621.
'今天在中國移動的合作夥伴大會上, 聽到最多的就是139合作計劃, 我想這就是布局NB-loT的大環境, 中國是很有機會在NB-loT跟5G的時代能夠一舉超前, 成為全世界發展最快的地方. ' 聯發科家庭娛樂產品事業群總經理遊人傑向集微網表示, 今天聯發科發布的雙模NB-loT晶片MT2621極具低功耗和成本優勢, 將在2018年第一季度實現量產.
首款支援 R14雙模的NB-IoT晶片MT2621
相信業內人士都知道, 摩拜單車用的是聯發科的2G晶片, 通過GPRS定位, 走GSM網路, 而非NB-IoT晶片.
事實上, 共用單車理應是NB-IoT應用落地的典型案例, 但由於過去NB-IoT定義是在R13的通信標準中, 它只能夠做固定式傳輸, 所以像共用單車很難使用NB-IoT. 不過, 最新的R14標準支援設備移動, 聯發科率先切入R14標準, 將給NB-IoT的應用帶來更多可能.
此次, 聯發科發布的業界首款支援NB-IoT R14規格的雙模物聯網晶片MT2621, 支援NB-IoT及GSM/GPRS兩種網路模式, 具有低功耗和成本優勢, 可以帶來豐富的物聯網應用, 如健身追蹤器等可穿戴設備, 物聯網安全設備, 智能電錶及各種工業應用.
可以看到, MT2621是一款整合的物聯網平台, 除支援NB-IoT網路外, 亦相容現有GSM/GPRS網路. 在NB-IoT應用的低功耗與泛連接方面, MT2621由一顆省電的ARM v7微控制器 (MCU) 驅動, 內置快閃記憶體與偽靜態隨機存儲器 (PSRAM) , 還支援多種音視頻介面, 內建的Bluetooth 4.2通訊功能可與附近其他設備自由連接.
在產品成本和應用成熟度上, MT2621採用簡單且極具成本效益的單SIM卡單天線設計, 終端設備只需一個通用整合電路卡 (UICC) 和移動號碼, 即可在NB-IoT和GSM/GPRS雙網路間自由切換, 而且支援單卡雙待. 此外, MT2621整合一個寬頻前端模組, 支援全球範圍內的所有超低頻, 低頻和中頻等頻帶, 可幫助終端設備廠商將產品更快速推入全球市場.
據遊人傑透露, MT2621將在2018年第一季度實現量產, 最快將於明年第二季實現產品上市. MT2621內建的省電與連接功能可支援現有的GSM/GPRS網路與未來的NB-IoT發展, 可帶動物聯網邁入下一個成長階段.
而在中國移動發布 '139合作計劃' 之際, 聯發科推出NB-IoT R14規格的雙模物聯網晶片MT2621, 主要是考慮到中國移動要在346個城市實現NB-IoT連續覆蓋的部署周期. 遊人傑表示, 這次推出雙模MT2621晶片是因為考慮到運營商基站的布局需要時間, 預估這個布局的時間可能要花兩到三年的時間, 當然除了中國移動, 聯發科也在配合中國電信/中國聯通在NB-IoT業務中的應用需求.
2018年下半年NB-loT市場將快速增長
事實上, 在今年6月份, 聯發科就推出了旗下首款NB-IoT晶片MT2625, 並攜手中國移動打造超小尺寸 (16mm X18mm) 的NB-IoT通用模組, 為物聯網設備提供低功耗, 低成本的解決方案, 正逐步實現商用.
可見聯發科NB-IoT晶片對標準支援, 是領先於運營商的部署節奏. 遊人傑表示, 之所以這麼快推出支援R14的NB-IoT晶片, 是因為既有的已經成型的2G網路應用, 將會被NB-IoT取代. NB-IoT的傳輸速度會更快, 並且其低功耗特徵, 可以使水表, 電錶等設備的電視壽命以年為單位, 大大降低電池更換成本.
同時在可穿戴設備上, 它需要晶片做的很小, 又要省電, 而NB-IoT可滿足這種需求, 並且支援可穿戴設備的移動, 而NB-IoT R13標準是不支援的.
此外, 由於最新的支援R14標準的晶片支援設備的移動, 對於一些移動速度小於90公裡/小時的設備, 都可以安裝NB-IoT晶片進行追蹤. 例如寵物追蹤, 貴重物品的追蹤, 物流追蹤等等, 應用範圍更加廣泛.
'只是把2G換成NB-loT, 這個會比較快, 我們未來也會選擇指標性的客戶來支援和支援. ' 遊人傑表示, 以前聯發科技是推手機晶片方案, 但是NB-loT的打法跟以前的商業是不一樣的, 因為應用面太廣了, 還包括市場和中間層, 我們稱之為系統整合商, 這會涉及到很多不同的特殊規格, 由系統整合商去完成, 而聯發科只會提供最核心的晶片.
整體來看, NB-loT市場還處於初級階段, 產品應用將會以單模為主. 不過隨著NB-loT市場商用進程加速, 單模正在向雙模過渡, 雙模將是NB-loT未來的市場趨勢. 而聯發科基於2G晶片應用的優勢積累, 可以快速實現向NB-loT晶片應用的過渡轉移.
'預計2018年下半年NB-loT市場將會看到比較快速的增長. ' 遊人傑表示, 今年中國移動的接入口大概有2億, 預估2018年變成3.2億, 在增加了1.2億裡面, 明年有可能雙模會佔比較多數, 單模也會快速發展. 現在NB-loT商業模型的生態鏈還在融合, 加大生態鏈的形成與成熟尚需要一段時間. 而聯發科已經布好了局, 等的只是 '風' .
4.博通並高通有扼殺競爭之虞 料遭遇監管者強烈阻力
博通(Braodcom)收購提議遭高通(Qualcomm)以價格太低為由拒絕, 現在博通考慮提高價碼, 甚至發動委託書爭奪戰達到目的, 但即使博通順利闖關, 緊接著恐怕也會踩到監管地雷. 博通和高通結合將創造出僅次於英特爾(Intel)和三星電子(Samsung Electronics)的第三大半導體公司, 這個結果就足以讓反托辣斯執法者皺起眉頭. 華爾街日報(WSJ)報導指出, 針對這件購併計劃, 監管者考量的重點將放在, 合并後公司在智能手機關鍵零組件的主宰地位. 高通是無線裝置Wi-Fi和藍芽(Bluetooth)晶片最大供應商, 根據Gartner的統計, 高通在這兩種晶片市場共計掌控60%的版圖, 博通和高通結合在GPS晶片市場的市佔率將達52%, 兩者在一些無線通訊零件則是處於競爭狀態(合并後將有互補作用), 目前是由高通領先移動通訊晶片市場, 總計市佔率達59%. 也因此, 兩家公司合并計劃除了美國之外, 在歐洲和大陸都可能遭遇監管阻力. 美國司法部最近駁回AT&T對時代華納(Time Warner)的850億美元收購計劃, 猶如釋出一個訊息: 即便是對購併計劃態度友善的共和黨執法者, 遇到大型購併案也會採取幹預的態度. 學者也認為兩者合并不利市場競爭. 美國賓州州立大學(Pennsylvania State University)教授Sascha Meinrath表示, 博通和高通若合并對消費者, 硬體製造商, 軟體開發商和服務提供業者均不利, 如此巨大的企業將有能力控制無線硬體的發展. 紐約大學(New York University)教授Harry First則表示, 美國監管單位特別注意那些包裝互補技術的企業, 因為這可能扼殺小型競爭者. 紐約大學國際反壟斷法專家Eleanor Fox認為, 在歐洲和美國, 博通和高通合并可能被要求需有附帶條件, 例如出售或分享智能財產權. 例如, 歐洲監管者2017年初期有條件地批准陶氏化學(Dow Chemical Co)和杜邦(DuPont)1,300億美元合并案, 因為後者同意賣出一座研發中心. 另一方面, 大陸政府則是經常利用反壟斷規定來扶植當地企業, 2015年當地監管單位針對高通的授權收費紛爭, 裁決高通必須調降大陸市場的費率, 專家認為此舉明顯圖利自家硬體製造商. 博通曾信心滿滿地表示, 一旦高通收購交易敲定, 12個月內即可得到監管單位的批准, 但實際情況可能會複雜許多. 博通和高通都遭遇收購案被嚴格審核的情況, 其中高通斥資390億美元買下恩智浦(NXP Semiconductors)還卡關歐盟委員會(EC), 博通55億美元對博科通訊(Brocade Communications Systems)的收購計劃完成前, 曾經因可能涉及美國國家安全問題而被擱置. DIGITIMES