智能化浪潮不退 2018年AI首當(dāng)其沖 - 全文

如果說2017年是人工智能（AI）發(fā)展元年，那么在新的2018年，人工智能將開始走出實(shí)驗(yàn)室，跨入更實(shí)際的技術(shù)領(lǐng)域與應(yīng)用。隨著人工智能技術(shù)大舉進(jìn)入芯片產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2018年將會(huì)是人工智能大鳴大放的一年。。.

2017年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有不錯(cuò)的發(fā)展，市場景氣對許多廠商而言還算滿意。2018新的一年來臨，整個(gè)半導(dǎo)體科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會(huì)是如何？市場的主流關(guān)鍵技術(shù)又是哪些？業(yè)者該如何布局未來一年的市場？以下將一一道來。

若從整體產(chǎn)業(yè)來看，Gartner列出了2018年十大科技趨勢，包括以人工智能（AI）為基礎(chǔ)、智能應(yīng)用程式與分析技術(shù)、智能物件、數(shù)字分身、從云端到邊緣運(yùn)算、對話式平臺(tái)、沉浸式體驗(yàn)、區(qū)塊鏈，事件驅(qū)動(dòng)，以及持續(xù)的適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)與信任。

Gartner大中華地區(qū)資深合伙人龔培元表示，上述十大科技趨勢也許和2017年的預(yù)測有點(diǎn)相似，但這也代表著每項(xiàng)技術(shù)有越來越趨成熟的態(tài)勢，進(jìn)而更深入地影響產(chǎn)業(yè)動(dòng)向與人們的生活，也順勢成為2018年的重點(diǎn)技術(shù)。

AI影響力不僅深入更將充斥生活周遭

Gartner所提出的十大技術(shù)趨勢，事實(shí)上與智能數(shù)字網(wǎng)格（Intelligent Digital Mesh）息息相關(guān)。龔培元解釋，智能的部份無疑就是人工智能，2017年產(chǎn)業(yè)界將其視為人工智能發(fā)展元年，到了2018年，Gartner認(rèn)為，人工智能將跨入實(shí)用技術(shù)的領(lǐng)域，轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎玫募夹g(shù)成果，而不再是實(shí)驗(yàn)室中研究的技術(shù)，2018年將是人工智能大鳴大放的一年。

因此，2018年，人工智能將大舉進(jìn)入芯片產(chǎn)品中，亦即“AI on Chip”。例如科技業(yè)已經(jīng)開始對以繪圖處理器（GUP）為運(yùn)算基礎(chǔ)的服務(wù)器有更大的采用興趣；Google為自家服務(wù)器中心自行研發(fā)打造專屬芯片Tensor Processing Units （TPU）；微軟（Microsoft）發(fā)布的基于FPGA低延遲深度學(xué)習(xí)云端平臺(tái)Project Brainwave；英特爾（Intel）專為機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)的Nervana芯片；Nvidia的繪圖處理器（GPU）及人工智能芯片亦不斷推陳出新；高通（Qualcomm）推出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（neural network）專用芯片；IBM研發(fā)的首個(gè)大腦芯片TrueNorth及為大腦芯片無監(jiān)督學(xué)習(xí)研發(fā)的神經(jīng)元自適應(yīng)處理器Spiking，以及新創(chuàng)公司Cerebras、Groq預(yù)計(jì)于2018年推出人工智能芯片。

龔培元認(rèn)為，人工智能已開始向大眾或科技產(chǎn)業(yè)“證明”其未來的影響相當(dāng)深遠(yuǎn)，才會(huì)吸引IT或是芯片“大老”與新創(chuàng)公司積極推出人工智能相關(guān)的芯片產(chǎn)品。舉例來說，人工智能在2018年將在“用戶體驗(yàn)”這一方面創(chuàng)造新的應(yīng)用，也就是說，2017年已由蘋果（Apple） iPhone X帶出來的新用戶體驗(yàn)，隨后也將透過人工智能強(qiáng)化用戶數(shù)據(jù)分析過程、減少盲點(diǎn)，以及增加特定方面分析的能力，帶給使用者更嶄新、不同以往的使用體驗(yàn)，且人工智能也能協(xié)助服務(wù)供應(yīng)商提供更符合消費(fèi)者所需、更好的應(yīng)用服務(wù)。

圖1：未來智能物件內(nèi)建自然使用者介面的芯片架構(gòu)

再者，2018年人工智能主流性應(yīng)用將會(huì)出現(xiàn)，特別是與“安全”相關(guān)的應(yīng)用。隨著人工智能需要搜集越來越多的數(shù)據(jù)作為其深度分析的基礎(chǔ)，人工智能不僅需要保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性；更須有能力防范并找出錯(cuò)誤或是假資訊，以免分析結(jié)果出現(xiàn)誤差。

不僅如此，2018年人工智能發(fā)展的另一項(xiàng)重點(diǎn)則是人們與人工智能的互動(dòng)。龔培元說明，現(xiàn)階段人們對于人工智能仍有疑慮，尤其是人工智能究竟會(huì)不會(huì)取代人工這一點(diǎn)，事實(shí)上，若是人們或企業(yè)真正懂得“運(yùn)用”人工智能，不但不會(huì)被取代，還可收1+1大于3的綜效。

也就是說，從現(xiàn)在到2019年，人工智能所取代的就業(yè)機(jī)會(huì)將超過其創(chuàng)造的數(shù)量；然而到了2020年，Gartner預(yù)測人工智能創(chuàng)造的工作機(jī)會(huì)將足以彌補(bǔ)其取代的數(shù)量。更何況，人工智能將提高許多工作的生產(chǎn)力，若能巧妙運(yùn)用，確實(shí)可以豐富人們的就業(yè)生活，重新改造舊的工作，并創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)。

資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所（MIC）針對2018年提出的ICT十大產(chǎn)業(yè)趨勢中，也有幾項(xiàng)與人工智能相關(guān)。資策會(huì)MIC產(chǎn)業(yè)顧問兼主任洪春暉表示，2018年十大重點(diǎn)趨勢的發(fā)展其實(shí)圍繞在智能、開放、服務(wù)與整合等四個(gè)方向，其中產(chǎn)業(yè)朝智能化的發(fā)展，就與人工智能的發(fā)展有著深厚的關(guān)系。

2018年人工智能將可擺脫2017年可分析數(shù)據(jù)數(shù)不足的窘境，增強(qiáng)演算法能力，將促使語音、影像辨識(shí)等技術(shù)不斷突破，也將進(jìn)一步增加智能終端的附加價(jià)值，開拓更多元的智能化應(yīng)用。零售服務(wù)也可受惠人工智能的演進(jìn)，分析來店客人屬性，借以發(fā)展更符合客戶需求的服務(wù)，也將帶動(dòng)具備影音與感測的智能終端設(shè)備需求的增加。

此外，人工智能技術(shù)也可讓資安防御系統(tǒng)更完備。洪春暉認(rèn)為，從系統(tǒng)外部的情資分析、端點(diǎn)行為異常分析、身份認(rèn)證都采用人工智能強(qiáng)化能力，將可打造更有效率、更即時(shí)的資安防護(hù)。且隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備數(shù)量急遽增加，針對系統(tǒng)與產(chǎn)品端的人工智能應(yīng)用發(fā)展也會(huì)成為資安系統(tǒng)人工智能化的主要推手。

企業(yè)該如何抓緊商機(jī)？

根據(jù)Gartner的預(yù)估，到2020年深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）和機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用將為半導(dǎo)體供應(yīng)商創(chuàng)造100億美元的市場商機(jī)，人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)將逐漸滲透所有事物，成為未來5年科技廠商的主要戰(zhàn)場。

而企業(yè)該如何掌握人工智能在2018年甚至未來幾年衍生的龐大商機(jī)？龔培元表示，以數(shù)字分身、智能物聯(lián)網(wǎng)代理、區(qū)塊鏈、成熟人工智能等技術(shù)組織而成的智能數(shù)字網(wǎng)格，衍生出的新商業(yè)解決方案都將比以往更加真實(shí)，無論是高科技產(chǎn)業(yè)還是終端使用者都不應(yīng)忽視。而接下來的一年里，將出現(xiàn)更多實(shí)際的應(yīng)用及解決方案。

Gartner認(rèn)為，相信企業(yè)在2017年已見證并感受到人工智能、物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈等技術(shù)的成熟，也明顯觀察到以人工智能為基礎(chǔ)的商業(yè)模式及其解決方案的持續(xù)創(chuàng)新，因此全球CIO的業(yè)務(wù)將回歸到智能工具和App所引領(lǐng)的突破性創(chuàng)新。所有高科技產(chǎn)業(yè)在現(xiàn)階段都應(yīng)該開始面對、規(guī)劃及采用人工智能技術(shù)，清楚定義“智能”情境和業(yè)務(wù)層面的影響更為關(guān)鍵。至少在2020年以前，科技廠商的主要戰(zhàn)場都將在于如何打造能夠?qū)W習(xí)、適應(yīng)甚至可能自主行動(dòng)的系統(tǒng)。

半導(dǎo)體/電子產(chǎn)業(yè)應(yīng)鎖定的方向

人工智能在2018年甚至未來幾年熱潮看似不會(huì)中斷，一般企業(yè)除了從自己內(nèi)部開始導(dǎo)入人工智能外，也應(yīng)開始利用人工智能打造更貼近消費(fèi)者的服務(wù)。Gartner預(yù)測，到2022年，將有企業(yè)推出的物聯(lián)網(wǎng)專案將有超過80%會(huì)內(nèi)建人工智能元件，相比2017年僅不到10%的比例，可謂大幅成長。而半導(dǎo)體廠商又該如何把握人工智能的商機(jī)？

Gartner研究總監(jiān)鄭雅君表示，Gartner提出的十大技術(shù)趨勢技術(shù)都有半導(dǎo)體業(yè)者能切入之處，其中因應(yīng)人工智能的風(fēng)行，未來運(yùn)算架構(gòu)將會(huì)有很大的改變、且人工智能與物聯(lián)網(wǎng)勢必會(huì)進(jìn)一步融合。而更先進(jìn)的運(yùn)算架構(gòu)也將促使異質(zhì)運(yùn)算（heterogeneous computing）架構(gòu)的出現(xiàn)、持久型存儲(chǔ)器（persistent memory）日益受到重視、固態(tài)硬碟（SSD）需求增加、快閃存儲(chǔ)器陣列（AFA）調(diào)整為固態(tài)陣列（SSA）、高效能網(wǎng)絡(luò)勢在必行，以及更高密度封裝技術(shù)更顯重要，因此半導(dǎo)體相關(guān)廠商可從上述幾點(diǎn)切入，推出相應(yīng)的產(chǎn)品或新技術(shù)。

資策會(huì)MIC產(chǎn)業(yè)顧問兼副主任周士雄指出，人工智能將加速智能物件的發(fā)展已成大勢所趨，未來半導(dǎo)體業(yè)者不僅可朝人工智能專用芯片研發(fā)，智能物件也將具備人工智能推論及訓(xùn)練的能力，因此各式各樣的ASIC，如語音辨識(shí)ASIC、影像處理ASIC、運(yùn)動(dòng)控制ASIC…等，將蓬勃發(fā)展，協(xié)助及分擔(dān)中央處理器（CPU）或GPU工作負(fù)載，更可依照應(yīng)用終端的需求，打造專屬的產(chǎn)品。

更重要的是，要從IC設(shè)計(jì)時(shí)，就加入數(shù)字雙胞胎（digital twin）的思維，不但能因應(yīng)人工智能帶來的運(yùn)算架構(gòu)的改變，還能進(jìn)一步節(jié)省成本。這也是***半導(dǎo)體業(yè)者未來在研發(fā)IC產(chǎn)品時(shí)，需要多加思考的部份。

另一方面，人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合也將造就許多智能物聯(lián)網(wǎng)物件的出現(xiàn)。智能物件指能按照固定的程式模型執(zhí)行任務(wù)，并利用人工智能做出更進(jìn)階的行為的實(shí)體物件，同時(shí)能以更自然的方式與周遭環(huán)境還有人類進(jìn)行互動(dòng)。人工智能正帶動(dòng)新型智能物件如自動(dòng)駕駛車、機(jī)器人和無人機(jī)的技術(shù)進(jìn)展，也為許多既有物件強(qiáng)化功能，例如連結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)性與工業(yè)用系統(tǒng)。

鄭雅君進(jìn)提醒，未來的智能物件如人們不可或缺的智能型手機(jī)，一定會(huì)內(nèi)建自然使用者介面（NUI），甚至比使用者還要聰明，因此手機(jī)內(nèi)部芯片架構(gòu)也會(huì)有所不同。例如只依賴一顆主CPU進(jìn)行自然使用者介面及人工智能，或者其他部份的運(yùn)算，將捉襟見肘，勢必須要內(nèi)建另一顆協(xié)同處理器（co-processor）。此外，整合自然使用者介面的智能物件還須結(jié)合更多的感測器，半導(dǎo)體業(yè)者還須思索如何進(jìn)一步降低主處理器功耗與裝置整體功耗。

周士雄表示，自然使用者介面包括自然語言、臉部、虹膜…辨識(shí)等，未來這些人體生理特征的辨識(shí)技術(shù)，將因人工智能的進(jìn)展而更加精確。而要在智能物件上實(shí)現(xiàn)自然使用者介面，除了感測器外，麥克風(fēng)陣列、音訊或影像處理器、攝影機(jī)…等，都可為半導(dǎo)體廠商帶來新商機(jī)。

表1：2016年全球主要芯片設(shè)計(jì)廠在網(wǎng)通與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的布局

存儲(chǔ)器市場強(qiáng)強(qiáng)滾

人工智能大行其道所衍生而來的云端服務(wù)、數(shù)據(jù)中心、運(yùn)算架構(gòu)、智能物件…等的改變，除了主處理器或感測器、專用ASIC之外，存儲(chǔ)器的發(fā)展也相當(dāng)值得關(guān)注。周士雄認(rèn)為，存儲(chǔ)器產(chǎn)品后續(xù)發(fā)展關(guān)鍵將是高頻寬的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和傳輸能力。其中，由于次世代存儲(chǔ)器如磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）、可變電阻式存儲(chǔ)器（RRAM）所具備的高傳輸效率與低延遲特性，可滿足智能應(yīng)用高容量與高頻寬的需求，即使價(jià)格稍高，但有些人工智能或物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對于成本較不敏感，因此率先采用次世代存儲(chǔ)器，推升次世代存儲(chǔ)器的需求。

根據(jù)資策會(huì)MIC的統(tǒng)計(jì)，目前次世代存儲(chǔ)器僅占整體存儲(chǔ)器出貨量的0.15%，預(yù)估至2020年將成長至3%，且2015~2021年次世代存儲(chǔ)器的CAGR將達(dá)139.8%。周士雄指出，未來應(yīng)用市場對存儲(chǔ)器制程微縮及效能要求持續(xù)提升，如車用需要高速嵌入式存儲(chǔ)器，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品需要低功耗嵌入式存儲(chǔ)器，可見嵌入式存儲(chǔ)器的研發(fā)對存儲(chǔ)器供應(yīng)商來說將是2018年或未來重要面向。而針對嵌入式存儲(chǔ)器的需求，晶圓代工廠和封裝業(yè)者包括三星（Samsung）、臺(tái)積電（TSMC）也已開始發(fā)展eMRAM與eRRAM技術(shù)。

圖2：2015~2017全球存儲(chǔ)器市場規(guī)模

在存儲(chǔ)器市場趨勢面，DRAMeXchange研究經(jīng)理黃郁璇表示，從應(yīng)用裝置來看，智能型手機(jī)一直都是占存儲(chǔ)器出貨量最大的類別，這是由于手機(jī)導(dǎo)入人工智能要比人更聰明，或是要顯示4K或8K影像畫質(zhì)，或是執(zhí)行其他新興應(yīng)用，應(yīng)用處理器的效能就得持續(xù)提升，直接促使存儲(chǔ)器容量也須提高。而這也讓DRAM平均漲幅在2017年已經(jīng)超過四成，2018年DRAM的價(jià)格仍將向上攀升，呈現(xiàn)“沒有最高，只有更高”的情況。

存儲(chǔ)器需求不可忽略的一匹黑馬是服務(wù)器。黃郁璇認(rèn)為，在手機(jī)內(nèi)建的人工智能技術(shù)須和云端結(jié)合，此時(shí)很需要服務(wù)器即時(shí)運(yùn)算的支援，整個(gè)架構(gòu)相輔相承，才能提供使用者最佳化的服務(wù)或功能。目前智能型手機(jī)內(nèi)建存儲(chǔ)器主流容量為8G，但2018年服務(wù)器存儲(chǔ)器容量可望上看10G，且沒有容量上限，預(yù)計(jì)5年后，會(huì)超越智能型手機(jī)成為DRAM采用量最高的裝置。

DRAMeXchange分析師劉家豪表示，服務(wù)器對存儲(chǔ)器需求量不斷攀升的主要驅(qū)動(dòng)力來自云端、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)串流與企業(yè)服務(wù)器機(jī)房對于服務(wù)器效能的要求提升。其中，數(shù)據(jù)中心的建置占服務(wù)器需求量的最大宗，這是由于未來的所需傳輸及處理的數(shù)據(jù)量會(huì)一直暴增，數(shù)據(jù)中心對于具備單一工作負(fù)載且高效能運(yùn)算的服務(wù)器的需求會(huì)越來越高，如此才能處理龐大數(shù)據(jù)量，實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用。

服務(wù)器市場不可輕忽

智能型手機(jī)、個(gè)人電腦（PC）在2018年的表現(xiàn)大約會(huì)與2017年“差不多”，不過，服務(wù)器可以是業(yè)者另辟蹊徑的目標(biāo)市場。劉家豪認(rèn)為，除上述提到的需求面之外，Arm陣營處理器積極進(jìn)軍服務(wù)器市場，即可看出服務(wù)器對半導(dǎo)體業(yè)者來說將是未來重要商機(jī)所在，***服務(wù)器代工業(yè)者在這一塊雖已卡到不錯(cuò)的位置，但還是要審慎小心應(yīng)對市場變化。

在服務(wù)器關(guān)鍵處理器元件的部份，劉家豪指出，X86架構(gòu)仍是市場主流，2017年英特爾（Intel）與AMD在服務(wù)器處理器的市占率已接近100%，2018年仍是如此，只有英特爾與AMD各自市占率有所消長。

此外，服務(wù)器主處理器平臺(tái)架構(gòu)也會(huì)有些許改變。如GPU已開始進(jìn)入服務(wù)器主處理器市場，提供加速運(yùn)算的效果；Google采用的服務(wù)器芯片內(nèi)建ASIC，但由于ASIC無法調(diào)校，因此英特爾在自家服務(wù)器平臺(tái)將搭載FPGA，未來服務(wù)器主處理器內(nèi)建的芯片F(xiàn)PGA將超越ASIC。

產(chǎn)業(yè)整并仍將繼續(xù)

最后，洪春輝表示，無論2018年半導(dǎo)體或ICT產(chǎn)業(yè)如何受到人工智能議題的影響，朝智能化邁進(jìn)，近幾年持續(xù)不斷的產(chǎn)業(yè)整并潮，在2018年仍會(huì)再度發(fā)生。比如2017年底最受矚目的博通（Broadcom）欲收購高通的消息，雖然現(xiàn)階段雙方“條件”尚未談攏，最終在2018年是否真正發(fā)生，仍待觀察。

此外，除了芯片業(yè)者的整合浪潮不斷，服務(wù)供應(yīng)商或是電信業(yè)者也在往產(chǎn)業(yè)集中化的方向發(fā)展，購并潮后續(xù)發(fā)生的效應(yīng)，亦為***ICT或半導(dǎo)體業(yè)者須關(guān)注的部份。洪春輝認(rèn)為，博通若是成功購并高通，將占據(jù)多數(shù)網(wǎng)通芯片市場，不過***IC設(shè)計(jì)業(yè)者仍可能受益于客戶轉(zhuǎn)單效益，而有不錯(cuò)的發(fā)展機(jī)會(huì)。