賽迪觀點丨新基建助力5G和AI芯片發展

高技術含量、廣闊市場前景以及對生產生活的變革性影響使5G和人工智能成為全社會關注的焦點，集成電路在5G和人工智能領域發揮著基礎支撐作用。新基建加速5G和人工智能產業的發展，為集成電路帶來更為廣闊的市場空間，將進一步推動集成電路產業高速發展。

新基建提速5G通信芯片發展

(一)新基建助力5G網絡建設進一步提速

根據工信部的數據，截至2020年3月底，全國已建成5G基站19.8萬個，5G套餐用戶規模超過5000萬戶，5G終端連接超過2000萬。2020年，在新基建浪潮推動下，國內5G網絡建設將進一步提速。三大運營商計劃在2020年新建50萬個5G基站，5G相關資本開支1803億元，實現5G網絡覆蓋全國所有地級市及以上城市。預計2019—2026年間，國內5G通信市場總體規模將超1萬億元。

(二)新基建5G通信推動芯片“量質同升”

基帶芯片、射頻收發器芯片及射頻前端芯片等集成電路芯片和元器件為5G通信提供了基礎性支撐。以射頻前端芯片為例，射頻前端芯片是移動通信設備的核心器件之一。受益于5G新基建的帶動，5G通信芯片的需求大幅增加。一方面，5G基站部署數量有望達到4G基站的1.5倍，新建基站數量的增加帶來射頻前端芯片需求量的增加;另一方面，5G通信采用了載波聚合和大規模多輸入多輸出等關鍵技術，帶來了射頻前端芯片需求量的成倍增長。此外，5G通信更高的頻段和更大的帶寬對射頻前端芯片性能提出了更高的要求。例如，基站側射頻功率放大器將由橫向擴散金屬氧化物半導體工藝向具有高頻率、高功率特性的氮化鎵工藝演進，基站側濾波器將由金屬腔體濾波器轉向體積更小、性能更優的陶瓷介質濾波器，終端側射頻前端芯片由傳統分立方案向集成度更高、性能更優異的射頻前端模組演進等。

(三)抓住新基建發展浪潮推動5G通信芯片快速發展

一是充分發揮5G通信整機企業對集成電路的帶動作用。5G通信芯片和元器件是5G通信整機產業鏈中的重要一環。應充分發揮整機企業的帶動作用，以產品為導向、應用為牽引，加強5G新基建相關通信芯片上下游企業的協同合作。鼓勵整機企業培育扶持更多5G通信芯片供應商，為5G通信芯片企業提供驗證試錯機會，并與5G通信芯片企業聯合通關解決試用中發現的問題，提升5G通信芯片企業的技術水平。

二是建立5G通信芯片領域的國家級制造業創新中心。通過建設制造業創新中心，集聚國內行業創新資源，搭建5G通信芯片共性技術研發中試線平臺，加強前沿和共性關鍵技術研發，建設服務5G通信集成電路產品產業化的公共服務平臺，打通技術產業化鏈條。

三是引導5G通信芯片產業合理投資布局。應引導5G通信芯片相關企業合理布局，避免資源過度分散。引導地方政府結合本地現狀合理定位，因地制宜發展5G通信芯片產業，避免盲目跟風和信息不對稱帶來的資源浪費。

新基建助力人工智能芯片實現突破

(一)新基建為人工智能芯片提供廣闊市場需求

芯片是實現人工智能技術創新的重要載體，我國推動新基建將為人工智能芯片帶來廣闊的市場空間。根據IDC數據，2019年我國AI芯片市場規模為122億元。根據新基建投資測算，預計2025年，人工智能基礎設施建設新增投資約為2200億元，人工智能核心產業規模超過4000億元，這將使AI芯片市場規模超過300億元，年均增速達到20%。

(二)我國人工智能芯片產業發展潛力巨大

目前，我國人工智能在圖像識別、語音識別等算法和應用領域取得進展，涌現出一批創新型企業。由于技術門檻較高，國內人工智能芯片的產業化應用仍處在發展初期，但近年來也發展迅速。在云端訓練和推理芯片部分，以百度、阿里、華為、寒武紀、比特大陸和上海熠知等為代表的國內企業，已陸續發布多款代表性芯片，并實現產品應用。在設備端推理芯片部分，新興創業芯片公司較為集中，產品性能和功耗可與海外同類產品相匹敵，但未來該市場的競爭將較為激烈。國內海量的數據和豐富的應用場景，成為國內人工智能芯片發展的重要驅動力。特別是國內企業果斷把握時機，積極投入專用集成電路芯片研發。同時在面向前沿的類腦計算領域，也涌現出了西井科技、深思創芯、靈汐科技等開發人工智能神經網絡平臺芯片的代表性企業。

(三)把握新基建機遇推動我國人工智能芯片實現突破發展

一是加快突破人工智能芯片核心技術。加速構建滿足人工智能應用需求的人工智能芯片產品體系，重點發展針對人工智能算法及應用場景定制的ASIC芯片，支持由終端向云端逐步突破的圖像處理器(GPU)芯片，推廣基于現場可編程邏輯門陣列(FPGA)芯片的應用解決方案。加強面向人工智能算法的指令集和面向卷積、矩陣乘法等深度學習基礎任務的計算架構創新，推進新型高帶寬內存技術和高速通信接口技術創新。加強前瞻理論技術研究布局，研究軟件定義芯片等新型可重構芯片技術，研究類腦智能計算理論，重點突破具備自主感知、學習和推理能力的類腦芯片及系統。

二是依托新基建開展人工智能芯片規模應用。鼓勵各地區結合自身產業及科研優勢，培育面向智能手機、安防監控、自動駕駛、醫療影像、互聯網智能服務等具備區域發展特色領域的人工智能應用及芯片創新產業。通過政策引導、資金支持、構建數據開放機制等方式，協力推動人工智能技術在制造業、醫療、農業、電子商務等領域的深入應用。

三是培育人工智能芯片產業生態。發展人工智能芯片軟件配套設施，打造包含硬件驅動、函數庫、編譯器等在內的軟件開發工具包，形成面向開發者友好易用的編譯環境。加速提升集成電路設計、制造、封測水平，完善芯片設計自動化工具(EDA)，突破核心知識產權(IP)，推進先進工藝商用，提升三維硅通孔等先進封裝和先進芯片測試技術水平。構建人工智能芯片、應用軟件與整機系統的協同優化體系，推進基于人工智能芯片的新型智能終端及智能應用解決方案的創新發展。

作者葛婕、夏夢陽供職于賽迪智庫集成電路所