埃尔法哥哥人工智能硬件发展的国际比较：中国、欧盟和美国

编者按
2019年8月，美国信息技术与创新基金会(Information Technology and Innovation Foundation ， ITIF)的数据创新中心发布了《谁会在人工智能角逐中获胜:中国、欧盟或美国》（Who Is Winning the AI Race: China,the EU or the United States?）。该报告通过对人才、科研、开发、应用、数据和硬件六类指标的比较，对中国、欧盟和美国人工智能发展的现状进行测算。本报告对中国、欧盟和美国的六类指标中的硬件指标进行解读，分析半导体销售量、半导体研发支出、设计AI芯片的公司数量、超级计算机数量及该系统的综合性能情况。

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1. 硬件对于一个国家的AI竞争力至关重要
AI系统依赖于可以每秒执行大量操作的半导体设备（如集成电路）。实际上，作为并行执行数学运算的电路的图形处理单元（GPU）催化了AI发展。此外，诸如超级计算机的技术结合了诸如GPU和中央处理器的处理单元，可以通过大量的计算能力扩展AI系统的功能。例如，研究人员将超级计算机与机器学习技术结合，以模拟气候变化和黑洞合并。
第一，半导体产业薄弱的国家可能容易受到其他国家行动的影响。例如， 2018年，美国禁止美国公司向中国大型电信设备制造商中兴通讯提供零件和软件。由于中兴通讯依赖美国公司的半导体设备，导致该公司面临巨大挑战。尽管美国最终解除了禁令，但此事件突出了中国对西方国家技术依赖的问题。 2019年，美国禁止美国公司向五个特定的超级计算实体出售芯片，而美国商务部已将华为列入黑名单。
第二，许多专家认为，专门为AI应用（如自动驾驶汽车或人脸识别）设计的AI芯片将优于GPU等成熟技术。结果，诸如苹果、Alphabet和亚马逊的非半导体公司正在设计自己的AI芯片以满足自身特定的需求，这可能会提高其AI系统的性能，从而为它们提升竞争优势。
第三，高性能计算推动了多个领域的突破性发展，而性能最佳的超级计算机的使用为各国提供了比其他国家更快地开发前沿武器系统和应用程序的优势。
2. AI硬件发展的情况
1. 半导体销售量
该指标衡量的是2019年第一季度全球销售量排名前15位的半导体公司的数量。由表1可知，美国全球销售量排名前15位的半导体公司的数量（6家）居首，其次是欧盟（2家公司）和中国（1家公司）。

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表1 2019年中国、欧盟和美国半导体销售额排名前15位的公司数量
2. 半导体研究与开发支出
不仅半导体销售额重要，半导体公司的研发支出也很重要，其通常是影响开发最佳芯片的主要因素。该指标衡量的是2017年研发支出排名前10位的半导体公司的数量。美国研发支出排名前10位的半导体公司数量（5家）居首，领先于欧盟和中国（表2）。其中， 5家美国公司在研发方面的总支出为240亿美元。

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表2 2017年中国、欧盟和美国研发支出前10位的半导体公司数量
3. 设计AI芯片的公司数量
由于一些公司发现开发定制的AI芯片可以改善其AI系统的性能，因此，跟踪设计AI芯片的公司数量也很重要。本报告分析了包括CrunchBase在内的多个数据源，跟踪AI开发芯片的公司数量。由表3可知，美国设计AI芯片的公司数量（55家）多于中国（26家）和欧盟（12家）。每1000万员工中，美国设计AI芯片的公司数量（3家）居首，其次是欧盟（0.5家）和中国（0.3家）。