随着手机从功能机向智能机的演变逐渐完成,移动互联网与智能手机的创新动力减弱,产业进入了有限创新、有限增长的成熟阶段,已成型的巨大产能迫切寻觅新的增长点。其中,作为一项引发诸多领域产生颠覆性变革的前沿技术,人工智能正在改变着手机在视觉、语音、自然语言等领域的呈现,并逐渐向终端延伸。
2019年6月12日,中国信通院与中国人工智能产业发展联盟联合发布了《手机人工智能技术与应用白皮书(2019年)》,表示人工智能对移动智能终端行业的赋能,或成为引发手机产业下一轮技术和创新变革的源动力。
国内外巨头也纷纷看好其融合创新空间广阔,已争相发力,加快产业布局。尤其是从2018年起,各主流终端厂商的旗舰机型均开始引入人工智能元素,通过触屏、摄像头、语音等多种方式,更直接地满足用户需求,改变其生活方式。
智能手机产业发展基本态势
从市场规模来看,智能手机市场进入看滞涨期。据IDC统计数据显示,全球智能手机出货量在2015年达到峰值,之后出现放缓趋势。
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从技术架构来看,智能手机硬件处于微创新阶段。据企鹅智库发布的调研报告,自2017年起,用户的换机频率明显下降:从未用过iPhone的安卓用户中,至少一年一换的用户比从34.7%下降到了23.5%;iPhone用户每年换机占比则下降至16%。造成这一现象的主要原因在于4G浪潮褪去,智能手机创新势头放缓,性能提升主要围绕硬件规格的升级。
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从应用程序来看,数量持续增长,应用程序、引用模式固话。随着智能手机的逐渐普及,其智能化的核心载体移动应用软件(app)呈现喷井式增长,对人们的社会生活法师和经济生产方式产生了深刻的影响,推动了整个社会变革。据Gartner数据的不完全统计显示,即时通信、搜索引擎和网络视频几类应用分别占据了90%,80%和70%以上的使用率。应用的使用模式和试用场景相对固化,缺少突破。
人工智能与行业领域深度融合。当前AI应用百花齐放,产业化发展由人工智能本身转为人工智能驱动,AI融合赋能成为趋势。当前AI主要与安防、金融、交通、教育、医疗等领域相融合,利用深度学习、语音识别、机器视觉、逻辑推挤等人工智能领域关键技术,支撑各行业的快速发展,位互联网创新提速注入能量。AI技术趋于实用化,从云端向端侧延伸,人工智能技术端云一体态势初现。
AI与手机融合创新空间广阔,应用范围在不断扩大,比如,图像,语音,系统软件,VR/AR等等,从而极大提升使用体验。AI+5G+AR/VR模式讲突破传统应用壁垒,成为AI在终端的应用的一大亮点。而领先智能手机企业也在向AI战略转型,包括华为,vivo,小米,oppo等,这些企业有的通过软硬件齐推进,有的是通过手机+智能硬件的产品生态链转型模式,还有的走的是科研专利转型路线,争相向AI转型。
虽然当下很多智能手机厂家推出“AI手机”,但是所谓的“AI手机”却没有统一的评测规划。因此,对“AI手机”进行规范和界定,对引导和规范市场行为、促进产业生态良性发展是十分重要且必要的。
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AI在智能手机中的应用趋势
AI芯片也被称为AI处理器,即专门用来处理人工智能应用中涉及的各类算法的加速计算模块(其他非加速计算任务仍由CPU负责)。AI算力的高速发展,是工业场景和自动驾驶等高实时性AI应用的有力保障。同时,芯片在算力和功耗之间的兼顾和优化,将是侧端手机AI芯片未来发展的重要主题。通用芯片奠定AI算力基础,专业芯片提高侧AI性能,软硬件协同定义的下一代AI芯片技术带来了很高的灵活性和适用范围。
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目前,大多数手机AI芯片厂商采用软硬异构技术方案作为产品技术框架,华为通过HiAI异构计算平台来加速神经网络计算,快速转化和迁移已有模型,借助异构调度和NPU加速过得最佳性能,目前可以支持Kirin970,Kirin980等芯片;联发科的NeuroPilot将CPU,GPU和APU(AI处理单元)等异构运算功能内建到SoC中,为人工智能应用提供了所需的性能和功效,支持TensorFlow,TFLite,Caffe,Caffe2AmazonMXNet,SonyNNabla或其他自定义的第三方通用架构。
智能手机的传感器件也在逐步成熟,推动感知交互技术创新。以3D摄像头为代表的新型光学传感器件崭露头角,借助人脸识别,3D传感器将会成为手机零部件的发展热点,以指纹和人脸为代表的新型生物特征识别技术应用也在逐渐成熟,而声纹识别的大规模普及还有赖于语音识别技术和体验的提升。
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全球态势和我国发展情况
从全球范围来看,人工智能影响了各国产业的态势。对于手机芯片产业而言,人工智能驱动了移动芯片产业的创新,拉动了手机芯片的市场增长,加剧手机芯片市场竞争,加速了手机芯片实现先进工艺突破。传统芯片厂商通过发力人工智能巩固竞争优势,而新晋厂商通过授权方式切入市场。
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对于手机关键元器件产业而言,人工智能推动多种手机器件繁荣发展,推动了传感器的智能化发展。对于手机软件产业而言,人工智能推动手机操作系统厂商做出重要战略转型,推动操作系统整合移动端AI算法框架助力AI向终侧端发展,推动了面前手机应用和系统优化算法演进,还推动了终端侧深度学习算法框架开源。
手机AI产业链包括三大环节,分别是提供AI加速核的IP授权商、各种AI芯片设计公司、以及晶圆代工企业。目前产业链环节各企业基本就位,IP授权企业包括新思、Cadence、GUC、ARM;设计企业包括苹果、高通、联发科、海思;代工企业主要有台积电。
其中,我国终端产业对AI技术的应用已较为成熟。虽然我国在传统芯片领域起步略晚,但在智能芯片这个新兴市场却布局较早,而且我国人工智能算法研究能力已较为雄厚,在手机产业生态落地、场景应用方面能力已居世界前列。而且国内手机厂商加快AI布局,从芯片、到系统、到应用等多场景切入,深化手机场景能力,以互联网企业为代表,构建AI手机生态为目的,已涌现一批国产框架。如华为采用芯片+应用模式,软硬结合双管齐下,打造手机全产业链AI化;