多产业推动智能型手机AI加速器发展

一般生产芯片的流程，系IC设计业者接受客户委托或自行设计产品，交由晶圆代工厂协助制造芯片，在芯片设计当中也可能包含硅智财业者的设计授权。然而智能型手机上的AI加速器协作厂商变多，且专门研发AI算法的公司如雨后春笋前仆后继，IC设计业者并不一定自己拥有客户需要的AI功能相关设计，因此与AI算法公司合作可能来自于客户要求，此外，也必须针对作业系统版本与客户指定的预载应用等进行优化与调整。

IC设计业者也可根据市场状况，搜集未来主流硬件趋势，自行寻找配合的AI算法公司，共同开发产品，并推销给客户。

而AI算法公司在推行业务时，常常遇到客户抱怨没有整体方案，客户购买AI算法公司的产品后，还必须自己找IC设计业者或是自己培养团队开芯片，因此，AI算法公司也纷纷找IC设计业者合作，推出自己的AI加速器，直接销售给客户，也藉此提高营收。

AI三元素—资料、算法、运算力中，IC设计与制造业者决定运算力的质量，而AI算法公司则成为提供可靠算法的重要角色。
IC设计公司与智能型手机业者自行研发芯片方向不同

自华为在2017年首次于年度旗舰机Mate 10搭载NPU后，智能型手机AP中设计专门处理AI的任务单元成为热门话题，截至2019年2月，苹果、海思、高通、联发科、Google、三星皆在原有的处理器外，加上用于加速AI任务的处理单元，然而发展方向不尽相同。

三星、苹果、华为由于本身营运智能型手机业务，完全掌握自身未来业务发展蓝图，能够知道会预载的应用程序、产品规格演进、甚至消费者反馈意见等，而苹果更掌握了iOS平台，因此对上述业者而言，其产品上的AI应用需求相对清晰，故以客制类神经网络处理器(Neural Processing Unit；NPU)的方式处理AI任务，好处是能针对AI应用如人脸辨识等进行最佳化，缺点是针对新AI应用或算法的调整空间受限，但因为掌握自身产品发展蓝图，开发NPU时便可将已知将来所需AI功能考量进去。

相较之下，高通、联发科则采用优化智能型手机处理器中的运算单元，以异构运算的方式处理AI任务，在高通的产品当中称为AIE (Artificial Intelligence Engine)，搭载于高通骁龙800、700系列产品与部分骁龙600系列产品，联发科则称为Neuropilot，包含APU (AI Processing Unit)并搭载与曦力P60之后的曦力系列产品，调用CPU、GPU、DSP等原本就存在于智能型手机处理器中的单元处理AI任务。

因为高通与联发科有别于三星、苹果，自身并不经营智能型手机销售，而是面对众多的智能型手机业者，不同的客户对AI功能面向与程度上有不同的要求，A业者希望AI拍照做到95分，B业者希望AI拍照90分就可以，但是强化语音助理，此外，客户还有很多诸如上市时间与成本的考量，因此，高通、联发科采取异构运算的方式较能够符合变动的需求、算法，包含高通新上市的骁龙855、联发科P90皆为此方式，而不是独立AI单元。

即便采异构运算方式处理AI任务，也可对运算单元的处理效能进行优化。高通发展Hexagon DSP 多年，用于AIE的Hexagon DSP更强化矢量运算升级为Hexagon DSP Vector eXtensions (HVX)，与其他运算单元 Adreno GPU、Kryo CPU，与软件NPE (Neural Processing Engine) SDK共同组成AIE，透过NPE协调运算AI任务的硬件资源与函式，其产品又以搭载HVX与否区分为「AI available」与「AI enable」，在骁龙660后的中高阶产品皆搭载HVX，强化DSP矢量运算处理能力。

但随着AI应用在智能型手机上逐渐收敛成形，影像处理与人脸识别成为高阶智能型手机标配，在需求逐渐明确的状况下，高通与联发科产品未来也可能具备独立AI处理单元。

Google推出「Pixel Visual Core」的VPU (Vision Processing Unit)于2017年搭载于其智能型手机Pixel 2，2018年仍沿用该影像处理单元于新机Pixel 3上，除影像处理任务外，亦可用于AI任务，AI加速器与主处理器分开的优点是未使用时可节省电力，且系统厂能够真正开自己想要的规格，配合自身或授权的AI算法，受主处理器限制较小，也能够用于其他产品上，而不仅限制于智能型手机。

智能型手机AI应用渐增　但消费者感受有限

归纳智能型手机上的AI应用，可分为影像、语音、效能调整与安全防护，影像方面，AI拍照成为2018年众智能型手机业者大肆宣传的重点之一，AI在拍照中的应用展现于许多细节，包含针对环境的景深、去背、光源调整、抗手震等，还有针对拍摄主体的美颜、美肌甚至美体，搭配多镜头使拍摄效果媲美单眼相机，搭载VPU的Google Pixel 3在单镜头的状况下，于专业评鉴网站Dxomark拿到的101分高分，力压许多多镜头智能型手机，在相簿管理方面AI则能节省使用者大量的整理时间，对人物、场景做分类，这些应用呈现的效果在AI的助力下有长足进展。

此外，影像辨识也成为应用程序的新突破点，能够应用于许多不同垂直领域，包含照片翻译用于旅游，辨识食物计算卡路里、配合内窥镜拍照片辨识中耳炎、拍摄新生儿判断黄疸机率等医疗应用，或是结合虚拟实境计算篮球员进球数、投篮角度等体育训练应用，使得AI发挥的空间越来越多元，智能型手机不再只是个人工具，透过AI，智能型手机也成为行业应用的新载体。

语音方面，最受大家关注的应用为语音助理，如Siri，透过收音降噪撷取清楚的人声，进行关键字比对，确认使用者呼叫语音助理或下达指令，如需要可进一步将语音送至云端进行语意理解，盲源分离则为竞争的关键技术，从同一段语音中撷取出不同人的声音，才能进行后续的语音强化等，可应用于会议录音等场景。

效能调整方面，透过学习使用者习惯预载App，缩短使用者载入App时的等待时间，或是改善使用者的应用程序体验，包含在玩游戏或影片观赏时封锁跳出讯息并关闭其他铃声，结合GPS侦测抵达办公地点外围时铃声转小，或转至使用者平常习惯的音量区间，以及行事历登机时间到自动切换飞航模式等。

安全方面则以生物识别为主，包含人脸识别、指纹识别等，体现于人脸与指纹特征点的比对，以确保是使用者本人在使用手机或执行手机上重要的功能，如支付。此外，透过分析使用者行为提醒可能存在的网上风险，不过值得一提的是，攻击端也正利用AI进行个人资料搜集，进行更精准的社交攻击。

影像、语音、效能调整与安全防护成为智能型手机AI应用的四大方向，然而消费者或许对此感受不深，其中，效能调整与安全防护属于背景程序，消费者较难感受到AI带来的好处，即便是待机时间拉长，消费者也难以确定究竟是电池容量增大、应用程序优化，还是AI带来的好处，即便是AI情境设置出现之前，使用者也早就能够使用手动的情境设置，来选择什么时候不受到干扰，而且因为是使用者自己的设定，更能符合所需，谁说玩Candy Crash的时候就不想收到家人传来的讯息呢？

而智能型手机上的语音助理往往推出新功能时带来热潮，但后续使用率堪忧，拍照功能改善带来的边际效应也渐趋钝化，Dxomark评鉴获得 100分跟101分手机所拍出来的照片有多少消费者在意其中差别？购买智能型手机的时候优先考虑美颜功能的消费者有多少人？垂直领域应用就离普罗消费者更远了。市场仍在追寻能够让消费者视为必备的AI杀手级应用。

智能型手机芯片搭载AI加速器比重已突破3成

虽然系统厂将AI功能作为营销卖点，但从智能型手机AP业者出货状况观察，搭载AI加速器的智能型手机AP比重并非一路向上，2018年下半始突破3成，且于第4季季减7个百分点，究其原因，现阶段智能型手机上AI应用对于一般消费者吸引力不大，但系统厂为增加AI功能得付出许多代价，包含搭载AI加速器所提升的成本，使得渗透率增势趋缓。

此外，由于AI功能多搭载于中高阶机款，因此也受到商品出货季节性影响，搭载AI加速器的智能型手机AP比重于高阶手机发表期间达到高峰，主要业者即为苹果，其新产品全线搭载具NPU的处理器，其他业者在高阶机款的销售量尚不及苹果。随着高通、联发科将AI加速器带入主流级产品，以及智能型手机AI应用逐渐丰富，智能型手机AI加速器渗透率将可继续增长。