【全文】力尬英特爾與超微 台系晶片廠重兵集結邊緣AI

文|陳碧珠     攝影|楊弘熙 吳貞慧 王均峰    繪圖|鄭雅紋
隨著5G建置全面展開,人工智慧(AI)晶片正加速從雲端走向邊端,未來商機上看新台幣1.5兆元。(東方IC)

當市場聚焦電動車、元宇宙之際,IC設計大廠聯發科高層在3月一場半導體盛會上卻提及:「從雲(Cloud)到邊(Edge),是半導體下一個10年重要的成長機會。」這難以具體想像的名詞,到底蘊藏什麼商機?

本刊調查,隨著5G白牌伺服器的大力布建,喊了多年的人工智慧(AI)晶片正加速從雲端走向邊端,未來商機上看新台幣1兆元,因市場不再被英特爾、超微等大廠壟斷,連谷歌、微軟、蘋果都來參戰,台系晶片廠也趁勢竄起,在這波新戰局力尬科技巨頭。

近幾年新冠疫情爆發,企業為兼顧防疫與生意,設備大升級,如零售業添購可自動送貨上門的無人機,工廠則裝設幫忙瑕疵檢測的機器人提升產能,醫療現場人員上下班陸續改以臉部辨識取代刷卡,降低接觸風險,甚至未來登打病歷,也考慮改用語音輸入。

三趨勢加持 邊端崛起

你知道嗎?這些「智慧小幫手」之所以能運作,靠的是背後一顆顆具學習能力的AI晶片。過去,這種晶片只用在猶如超大電腦的雲端伺服器,雖然運算能力強,但往返間容易延遲且耗電;如今隨著5G建置加速,電信業開放式架構(Open Ran)的推波助瀾,廠商可自行購買白牌伺服器、交換器或小型基地台,再用手機、行動裝置連網,讓資料更靠近傳輸端以迅速執行,形成所謂的「邊緣AI」生態系。

談起邊緣AI的崛起,工研院電光系統所所長暨臺灣人工智慧晶片聯盟(AITA)副會長張世杰認為 ,網路資料量越來越大,在「即時性、可靠性、隱私性」三大趨勢加持下,AI勢必得從雲端延伸到「邊端」。

因為可靠性與即時性等需求,未來自駕車將是邊緣AI應用很大的市場。(翻攝WAYMO官網)

張世杰指出,以指紋辨識或人臉辨識為例,往往都需要即時性的判斷;此外,自駕車的AI也得即時運算,尤其是遇到較緊急的危險情況,若丟到雲端再回傳,可靠性與即時性都會打折。至於隱私性方面,則因雲端資料處理量大、傳輸長恐增添風險,資料若能靠近邊緣直接運算,風險較低。

「家裡監控小偷的攝影機,若影像得每分每秒傳到雲端判斷,其實非常浪費網路資源。」張世杰提出邊緣AI之所以存在的背景因素。然而,這不表示邊緣AI會取代雲端,「相反的,若在邊端加入一些判別功能的AI晶片,可省掉許多不必要的雲端運算。」

朝專用發展 大廠搶市

就如同城市裡有大賣場,也有隨處可見的便利超商,AI晶片在邊緣端的需求大量浮現,調研機構Omdia預測,全球邊緣AI晶片產值將從2019年的77億美元,成長到2025年的519億美元,未來產值上看新台幣1.5兆元;微軟(Micornsoft)更指出,2026年全球AI晶片有四分之三將為邊緣運算所用。

雲端AI晶片長期由英特爾(Intel)等傳統CPU大廠壟斷,進入邊緣AI時代,大廠寡占局面將被打破。

「雲端AI晶片長期皆由英特爾(Intel)、超微(AMD)等傳統處理器CPU大廠壟斷,進入邊緣AI後,這些科技巨頭不可能通吃。」華邦行銷副理金政道出他對市場變化的觀察,並進一步指出,邊緣AI晶片要的是省電、功耗低、傳輸快,算力不需像雲端CPU晶片那麼複雜,所以晶片類型也從通用朝向專用發展,這也讓谷歌、微軟等大廠,隨著自家資料中心的建立,紛紛投入開發邊緣AI晶片,甚至連蘋果(Apple)、華為、三星也為鞏固自身優勢加入戰局。

邊緣AI群雄並起,超微(AMD)等CPU科技巨頭將難以通吃整個AI晶片市場。圖為超微執行長蘇姿丰(翻攝AMD臉書)

「這是台灣晶片業者滲透AI晶片市場的好機會。」TrendForce分析師曾伯楷認為,台灣半導體供應鏈完整,IoT製造經驗豐富,相對於已被大廠盤據的CPU / GPU市場,邊緣開發晶片的特性更有利晶片台廠串聯上、下游整合切入。

聯發科瞄準邊緣AI重磅布局,認為這是半導體下一個十年重要的成長契機。圖為聯發科董事長蔡明介

毫無疑問,在手機基頻處理器晶片拿下高市占的聯發科,被視為台灣半導體業者進軍邊緣AI晶片的領頭羊。事實上,隨著手機成長趨緩,聯發科2018年就開始著墨邊緣AI,內部至今建置近千名AI相關人才,傲視國內同業。去年,來自互聯網、AI處理器業務的營收占整體27%,年增43%,是公司成長第二高的業務。

今年3月,在「2022國際超大型積體電路技術研討會」上,聯發科資深副總陸國宏曾點出:「從雲到邊,是半導體下一個10年重要的成長機會。」而聯發科最新年報也向股東報告,邊緣AI會是發展重點。

聯發科布局 占得良機

會後,陸國宏特別向本刊補充:「這是大趨勢,跟以前的雲端模式很不一樣,台灣IC設計業者一定要做。」他透露,手機本就是聯發科核心業務,而公司目前邊緣AI最多的應用在智慧家電;此外,車用方面也很積極。

聯發科稱為邊緣裝置所打造的AI專用處理器為「APU」,今年5月,公司又推出最新雙核心APU的智慧物聯網平台「Genio」,主攻高階邊緣AI應用。一位不具名的國內伺服器業者對本刊透露,聯發科這幾年在APU的斬獲不少,包括以類似ODM模式與微軟邊緣平台Azure合作,共同開發智慧咖啡機,還打進谷歌開發的張力處理器(TPU)供應鏈。

聯發科最新雙核心APU的智慧物聯網平台「Genio」,主攻高階邊緣AI應用。

「別以為這跟電子製造的ODM一樣,能替這種大公司開發AI晶片,算力再怎麼不比雲端,需要的複雜度也要靠先進製程才能製造。」1名IC設計同業評論,以7奈米開發一款AI晶片的前期成本動輒新台幣8億至10億元起跳,「沒有一定的量,一般公司也不見得吃得下來。」

這意謂小型IC設計廠無法在邊緣AI應用搶得商機嗎?對此,陸國宏對本刊提出他的想法:「小公司可以找ARM這種矽智財廠一起開發,但聯發科這種大廠,把它(邊緣AI)做起來更有示範性,可以推動其他公司跟進。」

先行者耐能 備受肯定

相較聯發科,2015年成立的耐能科技,投入邊緣AI處理器晶片的時間點更早,且一開始就直攻邊緣AI專用的神經網絡處理器(NPU),與傳統處理器廠正面對決。耐能規模雖無法跟聯發科相比,但憑藉優異的技術能力,仍獲台達電、鴻海、光寶、華邦等科技大廠青睞入股,股東陣容堅強。

耐能在創辦人、執行長劉峻誠帶領下,被美國IoT權威雜誌《EETimes》,評為與英特爾、德儀並列的世界3大AI晶片廠。(耐能提供)

「要做這件事,其實還滿大膽的。」談起投入邊緣AI的緣由,人在美國出差的耐能執行長劉峻誠透過電訪表示,AI在2015年還很冷門,隔年才因AlphaGo打敗圍棋棋王而聲名大噪。在此之前,從事AI研究的人常被笑是不是因為找不到女朋友才會專注於此。

曾在三星、高通(Qualcomm)工作的劉峻誠,當時主要負責未來4、5年才有機會商品化的前端技術研發。劉峻誠表示,自己早在2012年就從論文嗅到邊緣AI的未來,回台成立耐能後,曾寫了一本有關AI深度學習架構的教科書,除曾獲得Amazon評選為全球百大最具影響力的AI書籍外,還成為普林斯頓等名校線上課程教材。

目前,耐能的技術實力已獲得國際肯定,2020年,美國IoT知名權威雜誌《EETimes》,甚至將耐能與英特爾、德儀(TI) 並列為世界三大AI晶片廠。不過,面對這份殊榮,41歲的劉峻誠謙稱,自己只是邊緣AI界的小毛頭,「可能因為我們是這領域的先行者(Pioneer),才被國外認同。」

攻車用市場 積極研發

耐能深耕邊緣AI領域7年,業務已步上軌道。劉峻誠對本刊表示,車用產品方面,耐能正與鴻海MIH平台合作所需的車用AI晶片;此外,也透過台達電子公司打進豐田(Toyoya)供應鏈日本健伍(JVC / KENWOOD),提供行車記錄器以及先進輔助系統(ADAS)等AI辨識解決方案。至於伺服器方面,則與廣達旗下的雲達合作,拿到工業電腦大廠研華訂單。

鴻海不單入股投資耐能科技,旗下MIH平台所需的車用邊緣AI晶片也由耐能操刀。圖為鴻海董事長劉揚偉

除了上述戰果外,耐能在中國智能門鎖與日本車用前裝市場,也分別取得約3成與2成的市占率。劉峻誠表示:「去年營收約5億元,今年預計倍數成長;至於獲利,公司目前還在產品大量開發期,投片尚未達經濟規模,所以…」他話鋒一轉,特別強調:「要賺錢?少投一顆晶片就有了,但現階段,不能這麼保守。」

劉峻誠透露,耐能的NPU也可與國內外IC設計廠合作,耐能與義隆電子就曾針對中興巴士的先進輔助系統合作開發過產品。

至於義隆,這幾年相當積極切入車用市場,去年收購奇美車電逾3成股權,就是計畫結合發展中的AI相關技術在ADAS展開布局。據了解,義隆董事長葉儀皓曾於2019年以3千萬元支持「台灣人工智慧學校」成立,協助產業培育AI人才,葉認為,台灣在AI是小螞蟻,要跟盤據雲端的大象鬥,得靠邊緣運算。

晶片添AI 價格翻倍

不僅聯發科、耐能、義隆,國內還有許多半導體業者也紛紛在自身所熟悉的領域布局AI相關業務。

業界人士表示,像奇景在數位電視機控制器晶片導入AI,藉此提供高解析、高畫素功能;盛群也透過AI提供銀行驗鈔機防偽辨識。重點是,導入AI功能後,晶片價格可能提高3倍。

數位智慧電視控制器晶片若導入AI,可具高解析高畫素功能,晶片價格也順勢提高。

值得一提的是,邊緣AI晶片相當耗電,所以儲存資料的記憶體越靠近處理器,傳輸的耗能就越少,DRAM設計因此將不再走標準品模式。力晶集團副總譚仲民向本刊表示,旗下的力積電目前正與台積電合作,幫助朝邊緣AI轉型的愛普科技,推出邏輯與記憶體堆疊一起的3D晶片。

展望未來,汽車要走向全自動駕駛,非得裝上AI這顆腦袋,而邊緣AI不只在車子,包括伺服器、家電、穿戴裝置等也都少不了。曾伯楷提醒,AI從雲端到邊端大趨勢形成,台廠「生態圈」的打造極為重要,建議業者要不斷尋求合作夥伴,避免單打獨鬥,才能成為贏家。

更新時間|2022.06.21 04:41

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