人工智能爆发的背后，科技竞争的真正焦点

2024-03-12

科技巨头动态

2024年2月，继ChatGPT之后，OpenAI公司推出了全新的文生视频模型Sora，再度以其前沿的人工智能技术掀起业内的滔天巨浪。据报道，OpenAI 首席执行官 Sam Altman 正在寻求数十亿美元的资金来建设人工智能芯片工厂。
2024年2月，苹果公司头戴式“空间计算”显示设备Vision Pro正式发售。苹果首席执行官蒂姆·库克表示：“空间计算时代已经到来。”
2023年12月，由ASML生产的全球首台高NA EUV光刻机向Intel交付。
据研究机构统计，2023年，全球领先的GPU 芯片制造商英伟达（NVIDIA），在人工智能芯片市场份额预计已达到 90%。英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示：“加速计算和生成式人工智能已经达到了引爆点。全球各个公司、行业和国家的需求都在飙升。”
2023年10月，台积电宣布携手博通、英伟达等大客户共同开发硅光子技术、光学共封装（co-packaged optics，CPO）等新产品，该技术适用于45nm到7nm的芯片制程，并在2025年左右达到量产阶段。

这些各自领域的巨头，尽管产品技术不同，但是相关动作都指向一个方向——人工智能。如果从技术发展的角度分析，可以发现这些企业竞争动作的背后，技术竞争真正的焦点，无论是企业、产业还是国家层面上。

▲ 人工智能的三要素（内容来自ChatGPT）

这个问题也可以问ChatGPT，它给的答案往往大而全，让人找不到破绽。ChatGPT有时候像个算命先生，显得无所不知且很有专业性，但是总给你模棱两可的答案。这也是目前在人工智能的三要素——数据、算法、算力方面，还得继续进步突破的原因。

随着人工智能应用的爆发，全球科技巨头都加大了该领域的投资，数据和算法这种类“软件”，可以靠人才和时间投入，得以快速进步；而算力，这种需要“硬件”支持的，目前看来还跟不上人工智能应用需求的发展速度。所以英伟达的GPU涨价、过高的算力成本，逼得OpenAI 不得不考虑自建晶圆厂。

随着大数据、云计算、物联网等新兴技术的发展，加之ChatGPT带动的生成式AI、大模型AI相关技术的应用，由此引发的算力需求大爆发。据统计，过去四年，大模型参数量以年均400%复合增长，AI算力需求增长超过15万倍，远超摩尔定律。

虽然业界还在努力延续摩尔定律，全球领先的晶圆代工厂台积电即将量产2纳米制程，英特尔正在实现18A工艺节点，ASML生产的全球首台高NA EUV光刻机业已开始交付，但是制造成本的增加，以及电子技术无法突破的物理限制，已经跟不上数据信息的需求发展。

▲ AI时代模型算力需求以超过摩尔定律增长，数据来源：UCNN

电子学相比，光子学利用光子而非电子传输数据，光子与电子技术相结合时，有望创造具更高频宽、更高能效的大规模运算系统，超越传统电子芯片的物理限制。

目前硅光是光子技术的主流路线。硅光技术核心理念是“芯片出光”：借助成熟半导体CMOS工艺将光和电器件的开发与集成到同一个硅基衬底上，使光与电的处理深度融合。硅光技术将光通信的传输速率、集成度向更高水平推进，是满足不断发展的大数据、人工智能、未来移动通信等产业对高速通信需求的核心技术选择之一。

事实上，IBM 早在20 年前就已积极投入集 20 世纪两大最重要的发明“硅集成电路”与“半导体激光”大成的“硅光子”技术。称霸CPU市场多年的英特尔也早已投资这项技术超过10年的时间，而苹果、英伟达、台积电等巨头公司也已投入多年研发硅光子技术。

业界预测，硅光子市场（以裸晶计算）规模将从2021年的1.52亿美元，在2027年攀升至9.27亿美元，对于许多已经进入发展高原期的领域而言，硅光子市场才正要起飞，其年复合成长率达到36%，无疑是让业界看重并起而投入的一大原因。

这一轮人工智能技术的爆发，源于美国的企业，于是有很多人感叹，至少在AI领域，中美技术差距在扩大。360创始人周鸿祎认为，中国和美国在人工智能上的差距主要在“确定技术方向”上，谁选择到了正确的方向，正确的架构，全世界都会跟着这个架构。

从历史发展的角度看，一项技术转化为生产力，从应用到产业化再到引发社会变革，都要经历一个漫长的过程。人工智能技术的普及，还要面临的就是社会治理、经济安全等各方面非技术问题，这个过程也不会短。

以最近几十年的互联网产业为例，同样是美国先发，中国赶超，目前全球互联网巨头中，中国企业占据半壁江山。

而同样以互联网产业为例，支撑其发展的半导体产业，才是卡脖子的关键点。

即将到来的光子时代，哪个领域才是关键点呢？

与集成电路相比，光子芯片制造不依赖最先进的制程工艺，不需用到极紫外光（EUV）光刻机。陕西光电子先导院执行院长米磊表示，目前全球光子芯片产业尚未成熟、定型，世界上还没有任何一家公司、任何一个国家构建出光子集成生态，这也为我国在“后摩尔时代”换道超车提供了巨大的空间。