人工智能：硬核上海，成色几何？
原创：中创AI研究小组 上海中创产业创新研究中心
今天，以“智联世界、众智成城”为主题的第四届世界人工智能大会在上海黄浦江畔盛大揭幕，上海再次吸引全球目光。人工智能，是上海把握新一轮技术与产业革命趋势机遇、角逐新经济赛道的战略选择，也是践行人民城市理念、以AI赋能城市经济、生活、治理的核心支撑。在迈向国际数字之都、打造“AI之城”的征程中，硬核的上海竞争力到底成色几何，上海中创产业创新中心AI研究小组为您一一解读。
一、“数”说上海人工智能发展底气
了解上海人工智能，我们可以先看一组数据。据统计，上海人工智能产业2020年全年规上产业规模达2246亿元，逆势增长50%，2018-2020年年均增速近30%；目前上海聚集行业重点企业超过1200家，企业数量居全国城市第二位，占全国 20 %以上；上海人工智能从业人员18.7万人，占国内人工人才的1/3以上。上海人工智能在细分领域形成了一批引领技术及商业模式变革的行业中坚力量，全球知名智库CB Insights近年连续发布的《全球 100 家最具潜力人工智能初创企业》中，上海每年均有企业上榜，2019年商汤和依图占据两席；2020年松鼠AI上榜，2021年嬴彻科技上榜；亿欧智库发布的《2020中国人工智能商业落地价值潜力100强榜单》中，上海有32家上榜，仅次于北京的45家；亿欧智库发布的《2020中国人工智能发展投入TOP10城市榜单》中，上海总排名第二，仅次于北京，其中科研投入度、战略性基础平台项目投入度两个分项均排名第一。
上海AI产业相关数据统计图
上海数据资源丰富、场景多元，AI赋能前景广阔，大数据交易中心每日交易量占据全国半壁江山，累计开放3批58个应用场景，对接280余个企业、500余个解决方案；上海是全国双千兆第一城，是全国首个人工智能创新应用先导区、国家新一代人工智能创新发展试验区；至今上海已连续举办4届世界人工智能大会，不断在全球传递“中国声音、上海方案”；同时，上海拥有人工智能算法研究院、智能科学与技术研究院、人工智能研究院等高端研究机构平台。龙头牵引、平台赋能、场景驱动、活动加持，构筑形成了上海独特的人工智能产业发展生态。
张江人工智能岛
二、“技”高一筹加速追赶国际前沿
深刻地认识上海人工智能的发展水平，我们还要看看上海人工智能领域的“硬核技术”到底成色如何。我们都知道，人工智能产业链包括基础层、技术层和应用层三层，其中基础层是人工智能产业的基础，以AI芯片（包括GPU、FPGA和ASIC）、数据资源、云计算平台等研发为主，为人工智能提供数据及算力支撑；技术层是人工智能产业的核心，以模拟人的智能相关特征为出发点，主要包括算法理论（机器学习）、开发平台（开源深度学习框架）和应用技术（计算机视觉、自然语言处理、知识图谱）等；应用层是人工智能产业的延伸，以AI技术集成与应用开发为主，包括智能驾驶、智能机器人等。
对于人工智能的发展，技术创新策源能力无疑是重要的衡量标尺，总体来看，依托龙头企业集聚，对标国际国内顶尖巨头，我们发现，上海人工智能产业总体技术水平正从紧密跟随者向世界先进行列迈进，部分细分领域已经达到全球技术引领者水平。
1、基础层（AI芯片）：整体正在加速崛起，ASIC芯片部分领域已经成为全球技术引领者
AI 芯片主要包括通用芯片（如GPGPU）、半定制化芯片（FPGA）和全定制化芯片（ASIC）三类。全球人工智能计算力主要以GPGPU为主，上海天数智芯已成功开发国内第一款基于7nm制程GPGPU 人工智能运算芯片，是我国第一款拥有全自主高性能计算IP核和系统构架的云端训练芯片，但和目前全球人工智能领域实力最强的GPU英伟达A100芯片还有较大差距。
阿里平头哥玄铁910芯片
上海拥有国内FPGA技术实力最强的安陆科技、复旦微电子和上海遨格芯微电子。国内首款千万门级FPGA、首款亿门级FPGA、首款亿门级PSOC芯片皆由上海企业首先突破，但企业技术水平与赛灵思、Intel等全球头部厂商相差接近2代。不过近年来，国内企业加速追赶，技术差距已有缩小趋势。ASIC芯片正呈现国际中美两超多强，国内北上深三足鼎立的局面。上海ASIC芯片设计技术已达到全球先进水平，阿里旗下平头哥公司的玄铁910芯片是面向AIoT领域性能最强的一款RISC-V处理器，燧原科技云燧T11单精度（FP32）算力业内领先，依图questcore芯片视觉推理性能是主流同类产品的2-5倍。
2、技术层：四大细分领域创新水平分化明显，计算机视觉实现全球引领
计算机视觉是目前落地应用最广的技术之一，上海拥有商汤科技、依图科技等计算机视觉行业龙头，总体已经处于国际相对领先地位。其中，商汤科技核心技术包括人脸与人体分析技术、SLAM与3D视觉技术、通用与专业图像识别技术等，稳居全国计算机视觉应用市场份额第一。依图科技在人脸识别方面表现突出，保持全球人脸识别竞赛冠军，专注深耕安防、医疗领域。
商汤推出的SenseCare肺部AI智能
自然语言处理被称为人工智能皇冠上的明珠。上海自然语言处理领域涌现出达观数据、小i机器人等本土代表企业，在语音语义应用市场占据一定规模。其中达观数据专注于文本智能处理技术，小i机器人是国内最早实践智能客服市场化应用的公司，但与Google、百度等领军企业相比，上海自然语言处理领域的本土企业还存在较大差距，在全球处于紧密跟随者地位。知识图谱是认知智能主要发展方向之一，上海知识图谱技术创新水平总体已接近世界先进行列。上海明略科技自研国内唯一的全栈式知识图谱解决方案，作为唯一一家中国厂商入选Gartner2020年提名的知识图谱样本供应商。星环科技专注于企业级容器云计算、大数据和人工智能核心平台的产品研发。华院数据基于小样本来做理解推理的算法，基本与世界顶尖水平同步。开源深度学习框架是人工智能产业竞争的焦点之一，基本由巨头企业开发。世界主流的开源深度学习框架包括Tensor flow、Caffe、Theano、MX Net和Py Torch等，国内较为知名的包括百度Paddle Paddle、华为Mind Spore等。上海在开源深度学习框架领域处于一般跟随者地位，商汤科技开发的原创深度学习平台Sense Parrots主要聚焦计算机视觉，缺少有影响力的平台。
小i机器人
3、应用层：风口级应用领域优势加速形成，车路协同、智能机器人部分领域步入世界先进行列
上海在智能驾驶技术领域起步略晚，整体处于紧密跟随者地位。从单车智能驾驶来看，上汽是国内首批推动L2级自动驾驶的车企，但与Waymo、Cruise、AutoX以及百度等国际国内领军企业相比存在明显差距。在单车智能驾驶芯片方面，黑芝麻智能科技研发出中国首颗也是唯一能够量产的满足自动驾驶L3/L4级别要求车规级芯片。从车路协同来看，上海在国内最早尝试车路协同，在生态链上有比较明显的优势。目前，中智行已经在临港和奉贤两个地方实现了初级的车路协同功能，华人运通即将量产的高合HiPhi X汽车将实现V2X车路协同自动驾驶。与传统工业机器人相比，智能工业机器人还具有感觉、识别、推理和判断能力，上海智能工业机器人技术创新水平正在逐步接近世界先进行列。上海非夕机器人已推出全球首台自适应机器人Rizon（拂晓），具有位置误差容忍度高、抗干扰性强及智能可迁移工作能力强的特点；中科新松协作机器人、复合机器人技术在国际上处于领先地位；上海新时达同时掌握机器人的控制、驱动以及本体设计等关键核心技术。
V2X车路协同自动驾驶
在智能服务机器人领域，美国、法国、德国、日本、韩国等技术领先，上海总体处于紧密跟随阶段，但在部分领域上已步入世界先进行列。上海达闼科技是全球首家云端机器人运营商，全球首创的SCA智能柔性执行器系列产品，解决了中国机器人关节控制及安全使用的短板问题，正在研发的人形机器人聚力于关节的研究塑造，正逐渐打造成为行业标准。
三、展望未来：无限可能的“AI之城”
总体来看，人工智能产业技术发展将呈现如下趋势：一是学习方式不断进化，深度学习效率将持续提升，并随着基础理论和算法的突破，逐步向自主学习过渡。二是人机实现有效交流，随着认知和推理水平的提升，人与人工智能将会实现有价值的双向交流，人机协同将成为人工智能产业技术的重要趋势。三是人工智能迎来更大规模应用，在零售、交通运输和自动化、制造业及农业等各行业垂直领域将加快应用，特别是在医疗领域将实现爆发性增长，未来走向家庭服务也是大势所趋。上海拥有资源丰富、人才丰富、生态丰富、场景丰富的综合优势，依托全球科创中心建设、人工智能国家实验室建设和城市数字化转型，上海人工智能产业有望实现快速发展和更多的技术创新引领，并有望孕育出一大批目前难以准确预测的人工智能新理论、新技术和新产品。
对于未来上海人工智能产业发展而言，我们建议：
一是打造一批全球技术创新领先者领域和企业。对上海已经取得技术领先优势的领域，包括计算机视觉、知识图谱、工业机器人、定制芯片、车路协同等重点领域，建议探索建立重点企业名录，实行“一企一策”模式，定向支持技术领先企业，继续保持和扩大这些领域的技术优势。
二是努力突破一批关键领域的核心技术和产业化。对于智能芯片这类人工智能关键基础领域，结合人工智能上海方案的实施，建议发挥新型举国体制优势，分领域制定技术攻关方案，明确牵头企业、路线图、时间节点和支持政策，联合产学研合作攻关，努力突破技术瓶颈，加快成为国内创新策源地。
三是制定弹性、包容、系统的人工智能领域支持方案。对智能驾驶、服务机器人、自然语言处理等上海有一定基础的领域，特别是脑机接口、量子计算等人工智能新兴领域，及目前不可预测的未来领域，建议上海制定更加弹性、包容的系统支持方案，并每年对创新企业进行评估，对于有潜力的企业可以经评估后调整进入重点企业名录，享受“一企一策”的定点支持。
四是加强与长三角人工智能产业协同。注重与长三角其他省市的联动发展，协同布局人工智能领域的国家级战略科技力量，联手攻关人工智能领域的基础算法、算力等核心技术。联合发布一批面向长三角一体化深化的应用场景，共同打造人工智能产业高地和示范应用高地。
作 者丨杨宏伟 唐丽珠 任柯柯 张铠斌 熊晓琪
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