韩企增强AI半导体竞争力应对长期市场需求
三星电子等韩国企业为了应对日益增长的人工智能半导体(以下称为AI半导体)市场需求,确保在半导体领域的优势,加大相关投资的同时,也积极和大学、研究院等机构合作培养人才。
韩国AI半导体的产业概况
一般来说,韩国被认为是生产和销售半导体的强国,其实更准确地说,韩国是DRAM(动态随机存取存储器)和NAND Flash闪存等半导体储存器的生产强国。根据市场研究机构IC Insights在其《2018 McClean Report》中提供的“2018上半年全球半导体厂商销售排名”显示,韩国的三星电子和SK海力士分别排在第一和第三位。然而,在AI半导体方面,据韩国信息通信技术振兴中心(IITP)于2018年3月发表的《半导体产业的新世代成长引擎,AI半导体的发展动向和启示》报告书(以下简称为IITP报告书)所示,正参与研究开发AI半导体的韩国企业和机构不超过10家,代表企业有三星电子、SK海力士等,代表研究机构有韩国科学技术院(KAIST)。
三星电子在2017年末的时候,首次将搭载人工智能功能的手机芯片“Exynos9” 量产。而三星综合技术院(SAIT)属下的双脑计算研究室正积极推进神经元网络半导体(NPU)的研究和开发。而SK海力士其实早在2016年10月就瞄准AI半导体市场,与美国斯坦福大学签订研究开发NPU的合作协议。拥有先进半导体封装技术的韩国企业纳沛斯(Nepes),也在2016年和美国NPU开发企业General Vision签订生产销售总代理合约,并于2018年1月开始量产并销售名为“NM505”的NPU芯片。以SoC系统芯片设计闻名的韩国耐信隆(Nexell),正在开发名为“XELL”的AI半导体设计知识产权并准备在年内以授权方式投产。2018年初,KAIST的俞会俊(音译)教授研究小组和韩国半导体创业企业UxFactory一起开发了采用可变人工神经网技术的手机用AI半导体UNPU,可以同时处理卷积神经网络(CNN)和递归神经网络(RNN)的演算,也可以根据识别对象调节能效和准确度,演算效果比深度学习处理更为高效。
韩国企业在AI半导体领域的投资概况
市场普遍认为,随着人工智能、物联网、云计算以及无人驾驶等新兴领域的发展,对AI半导体的需求会长期呈现增长趋势。AI半导体为半导体产业带来产业革新和排位竞争的机遇和挑战。而为了应对半导体市场需求变化以及要与美国、中国等企业的综合性竞争,韩国三星电子和SK海力士都加大了半导体相关的投资,着手打造产业生态。
早在2016年,三星电子就向英国AI半导体创业公司Graphcore投资了3,000万美元,也在则2017年通过三星中国,和蚂蚁金服一起参与了中国AI半导体创业公司深鉴科技的总金额达3,400万美元的A轮投资。另外据资料显示,2018年上半年三星电子的设备投资总金额为16兆6,478亿韩元(约147.6亿美元),其中半导体部门的投资额高达13兆3,415亿元(约118.1亿美元)。而SK海力士也在2018年上半年投入了总额为1兆2,933亿韩元(约11.4亿美元)的R&D研发经费,数目为历年最多,其去年全年的研发类投资仅为1兆1,625亿韩元(约10.1亿美元)。
AI半导体的产学研合作和人才培养
除了加大研发投资外,韩国半导体巨头还非常重视和科研机构的合作,并积极参与半导体人才的培养。今年下半年韩国人才市场招聘,“AI人才”成为关键词。其中,三星电子半导体事业及解决方案事业部(DS部)计划招聘4,500名人员,人数约占三星电子下半年整个招聘计划总人数的一半。有评论认为,扩大半导体专业人员的招聘是三星电子为确保半导体行业领先地位而作出的重要举措。
目前,韩国企业急需半导体专业型人才,也正面临着优秀人才流失的问题。业界普遍认识到,失去人才就相当于失去相关产业的竞争力,因此面对这样的危机感,除了扩大人才招聘外,韩国企业开始着手培养新产业人才。
2017年末,三星电子全资支援韩国首尔大学设立神经网络处理研究所(NPRC),任命低功率系统方面的专家、首尔大学电气信息工学部的崔其英(音译)教授担任研究所所长,同时邀请首尔大学、KAIST以及韩国蔚山科学技术研究院(UNIST)等4所大学研究机构的17名教授和100名研究员参与相关科研项目,目标是研发半导体相关的17个核心技术。而且三星计划以未来3年作为第一阶段,向NPRC研究所提供90亿韩元(约797万美元)的研究资金。有评论指出,这是三星“开放创新”合作战略的重要一环。目前三星电子有6万名研究人员,每年的研发经费达到15兆韩元(约13.3亿美元)。不过,有消息指出,三星内部正集中资源研发1~2年间能够立即投入使用的技术,在未来技术的研发上显得力不从心。因此,与学术界的合作,践行“开放创新”的战略被视为对该问题的应对措施。三星过往一直以自主研发保密主义而闻名,这样的开发式产学研合作被韩国评论界认为是历史性的新尝试。今年9月,三星电子继续扩大产学研合作,和KAIST签订半导体研究开发的合作协议,并由三星电子DS部的半导体业务负责人金基南(音译)社长直接管理该合作项目。与此同时,SK海力士也和KAIST展开紧密合作,让在职人员直接参与KAIST学生的教育培训,旨在培养实践型半导体人才。
韩国专利局的数据显示,2015年AI半导体相关的专利申请共有77件,2017年则有391件,两年间数字上有5倍的增长。韩国政府也积极推进AI半导体的研发,计划在未来10年间为AI半导体的R&D研发投入2兆5000亿韩元(约22.1亿美元)的资金。
AI半导体有望成为韩国半导体产业的新前景。有评论认为,韩国如能在用途越来越广泛的AI半导体领域提高竞争力,便有望在技术力量相对较弱的系统芯片领域寻找到新的发展机遇。因此,以三星电子为首的韩企都加大资本投入和人才培养,确保当前半导体产业优势的同时,长远布局AI半导体创新发展,迎接新的市场需求变化和新一轮的产业竞争。
AI半导体的定义
对于AI半导体,目前业界并没有明确的定义。根据韩国IITP报告书介绍,AI半导体是用于数据中心服务器和边缘设备的,能使人工神经网算法计算达到最优效率的半导体。严格地说,AI半导体还有广义和狭义之分,现阶段狭义AI半导体主要是指以加速人工智能演算为主要目的的半导体,具体包括除了系统控制和用于人工智能演算的CPU以外的图形处理器(GPU),现场可编程门阵列(FPGA),特殊应用集成电路(ASIC),应用特定标准集成电路(ASSP)和神经元网络半导体(NPU)这几种半导体。