iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,2019年中国AI芯片市场规模约为115.5亿元,在5G商用的普及和政策、技术等各因素的推动下,AI芯片有望在云计算、安防、消费电子、机器人等领域实现大规模商用,预计2021年AI芯片市场规模将达到436.8亿元。但值得注意的是,随着人工智能技术的加速普及,下游应用领域对AI算力和能耗的要求越来越高,传统冯诺依曼架构式芯片的瓶颈逐渐显露,AI芯片将朝着存算一体化方向发展。艾媒咨询分析师认为,存算一体AI芯片的发展前景虽受到广泛认可,但整体仍处在发展的起步阶段。从实现计算与存储的融合设计,到技术的落地、量产、规模化商用,还有较长阶段。能够率先实现技术、产品突破的企业将更容易获得资本、人才、市场的支持。(《艾媒咨询|2020上半年中国人工智能芯片行业研究报告》完整高清PDF版共54页,可点击文章底部报告下载按钮进行报告下载)
核心观点
中国步入技术驱动增长的高质量发展阶段,政策将持续加码推动芯片全面国产化
中国数字经济产业已经成为驱动经济增长的新动能,2019年数字经济规模占GDP的比重达36.2%;作为数字经济产业底层基础的集成电路,却严重依赖进口,2020年前八个月,中国集成电路进口金额超过万亿元;未来政策将持续加码发展集成电路产业,实现芯片全面国产化。
中国AI芯片有望引领国产芯片实现弯道超车,预计2023年中国AI芯片市场规模将突破千亿元
5G基站、大数据中心、人工智能等新型基础建设的完善,促使AI芯片成为引领芯片行业未来发展的重要方向;政策、资本、技术、市场等多重因素将驱动AI芯片这一新赛道快速发展,中国芯片有望实现弯道超车;预计2023年中国AI芯片市场规模将超过千亿元。
存算一体化AI芯片是未来主流方向,受益于下游需求的强劲驱动力而快速发展
人工智能产业的成熟化发展驱动AI芯片由通用型向专用型发展,急剧增长的数据量对AI芯片的性能以及能耗提出了更高要求;能够兼具性能和成本的存算一体化AI芯片符合未来发展趋势,在下游需求的推动下有望快速发展。
以下为报告节选内容

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AI芯片行业相关概念介绍
芯片是集成电路(Integrated circuit)的简称,由半导体材料以及电容、电阻等器件集成并封装得到,是半导体元件产品的主要构成部分。AI芯片是用于人工智能应用领域的专用集成电路。

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人工智能技术落地驱动AI芯片行业发展
人工智能(Artificial Intelligence,AI),作为计算机科学最前沿的发展方向,同时也是新一轮产业变革的核心驱动力,具有巨大的市场前景。面向人工智能应用的AI算法,除具有传统算法一般的性能特征,还具备处理大量非结构化数据、处理过程计算量大、参数量大等新特质,亟须强大的运算能力和高效的访存能力支撑。

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AI芯片行业仍处在发展起步阶段

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AI芯片技术架构分类
继“软件定义芯片”的定制化AI芯片被愈发重视后,“存算一体化”架构成为AI芯片技术架构的新发展方向。

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中国数字经济比重持续上升,新型基础设施是引擎
随着数字化转型不断深入,中国数字经济规模持续增加。2019年中国数字经济规模达35.8万亿元,占GDP比重为36.2%。艾媒咨询分析师认为,数字经济蓬勃发展是大势所趋,人工智能、云计算、5G 等新型基础设施构成推动数字经济发展新引擎。AI芯片作为人工智能的核心关键,受益于数字经济发展浪潮,拥有广阔前景。

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国家大力扶植集成电路产业,政策资金多重利好持续落地
面对芯片产业核心技术受限于外国的现状,近几年中央出台多项重大产业政策扶持集成电路、人工智能等产业发展,各省市同时积极跟进,利好政策全方面密集落地,从税收减免、创新鼓励、基础设施建设到资金支持等多角度为AI芯片行业发展营造良好政策环境。

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中国集成电路企业积极研发,夯实AI芯片行业发展基础
数据显示,2020上半年,中国集成电路企业登记申请的集成电路布图设计数量达5176件,同比增长78.2%,其中广东、江苏、上海为数量排名靠前的三大地区,贡献了六成以上的总数。艾媒咨询分析师认为,中国集成电路企业积极研发,一方面是国内下游市场需求广阔,另一方面是受中美贸易影响。企业主动或被动式研发都将夯实AI芯片行业发展基础,推动中国集成电路行业实现赶超。

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全球集成电路市场规模波动上升,AI芯片是新方向
数据显示,2019年全球集成电路市场规模达3304亿美元,较2018年出现回落。艾媒咨询分析师认为,随着产业信息化、智能化的深入,集成电路市场规模将迎来新一轮上升趋势,其中AI芯片将成为引领产业增长的主流技术方向。

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未来五年全球AI芯片市场将保持高速增长态势
数据显示,2019年全球人工智能芯片市场规模为110亿美元。随着人工智能技术日趋成熟,数字化基础设施不断完善,人工智能商业化应用将加速落地,推动AI芯片市场高速增长,预计2025年全球人工智能芯片市场规模将达726亿美元。

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半导体产业向中国转移,国产AI芯片迎来新机遇

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AI芯片产业链图谱

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芯片制造资金技术壁垒高,技术变革助力国产芯片赶超
芯片设计由IDM企业和Fabless企业负责,其中分工模式(Fabless-Foundry)的出现主要由于芯片制程工艺的发展,研发费用和生产线投资费用大幅上涨。芯片设计和制造环节,均涉及大量的技术和资金投入,资金壁垒和技术壁垒高,产业链条长。芯片产业链技术迭代快速,人工智能的发展加速了芯片行业技术变革。产业链转移叠加万物智联时代的到来,为基础相对薄弱的国产芯片,提供了换道超车的机会。

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中国AI芯片发展机遇(一):制程工艺演进,驱动芯片迭代
制程工艺升级可以提升芯片集成密度,随之而来的是芯片性能的提升和功耗的降低,这也使得工艺升级成为芯片制造巨头比拼的关键。当集成密度逼近物理架构的上限,芯片性能升级效用变弱,开辟新路径、新方法升级芯片性能将成为必要之举,进而为AI 芯片行业发展注入新动能。

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中国AI芯片发展机遇(二):应用场景广,产品需求多元
目前AI技术及应用场景大多体现在图像识别、语音识别等弱AI上,随着场景的广泛覆盖以及AI技术的进一步发展,AI芯片产品也将更加细分多元。艾媒咨询分析师认为,AI芯片商用前景广阔,但落地困难的局面导致行业并未形成稳定的市场格局,对于行业新老玩家而言是挑战,更是机遇。

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中国AI芯片发展机遇(三):突破存储瓶颈,下游强力驱动
AI芯片主要运用在云端和终端(包括边缘端),不同场景的应用对AI芯片的性能提出了不同要求。在以传统冯诺依曼架构方式为主的AI芯片市场中,当运算能力发展到一定程度,存储部件就决定了AI芯片的性能上限,同等条件下,“存算一体”架构能够有效降低AI芯片能耗和成本,突破“存储墙”难题,是AI芯片未来发展主流方向。

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中国AI芯片行业市场规模有望持续快速增长
iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,2019年中国AI芯片市场规模约为115.5亿元。艾媒咨询分析师认为,5G商用的普及将催生AI芯片在军用、民用等多个领域的应用需求,中国政府也有望趁5G的领先优势,倾注大量资源发展AI芯片,抢占科技战略制高点。在政策、市场、技术等合力作用下,中国AI芯片行业将快速发展,在国际上的话语权也将持续加强,预计2023年市场规模将突破千亿元。

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中国AI芯片需求场景发展不平衡特征明显
AI芯片作为人工智能产业的发展核心,需求场景分布广泛,但发展速度并不均衡。云计算、消费电子、智能家居、智能安防是目前市场渗透度较高、发展速度相对领先的场景,而机器人、自动驾驶、智能制造和智慧医疗等应用领域发展相对缓慢,具有较大潜力。

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中国AI芯片主要需求场景(一):云计算
iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,2019年全球云计算市场规模近2000亿美元,随着全球数字化的深入发展,云计算市场规模将持续增长,预计2023年全球云计算市场规模将超过3000亿美元。艾媒咨询分析师认为,一方面传统数据中心能耗高、运算效率低的特点亟需改善,另一方面新增的云计算需求催生了多元化的AI芯片产品,吸引不少新玩家进入云端芯片领域,推动了AI芯片行业的发展。

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中国AI芯片主要需求场景(二):智能安防
安防领域是终端AI芯片典型的应用场景,因图像识别技术以及大数据技术发展较为成熟,智能安防的发展和普及相对较快。iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,2019年中国安防行业市场规模达到8260亿元,并且在过去五年保持不低于10%的增长速度。艾媒咨询分析师认为,在一系列政府项目如“平安城市”、“雪亮工程”的推动下,智能安防将成为中短期内AI芯片落地的最佳场景。

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中国AI芯片主要需求场景(四):机器人
iiMedia Research(艾媒咨询)数据显示,全球机器人出货量逐年走高,预计2023年将突破2000万个。目前的AI技术仍是弱AI阶段,不具备自主推理能力,与市场期待存在一定距离。艾媒咨询分析师认为,机器人的智能化程度将在技术和市场的双向驱动下逐步增强,AI芯片需求爆发性增长还需时日,但市场潜力巨大。

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寒武纪:企业介绍
寒武纪成立于2016年,目前已在A股科创板上市。公司以云服务器、智能边缘设备、智能终端设备的核心处理器芯片的研发、设计、销售为主营业务。凭借过硬的技术和产品,公司得到了市场和资本的广泛认可。

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寒武纪:产品情况
公司自研的AI芯片产品已经实现了云、边、端三大领域的全覆盖,部分产品已经实现量产出货。艾媒咨询分析师认为,寒武纪的AI芯片产品群,拥有研发的协同优势,在国产替代日趋强烈的背景下,技术和产品的商用进程将会提升,有助于巩固和强化公司的先发优势。

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寒武纪:经营情况
过去三年,寒武纪收入增长快速,至2019年总收入达4.44亿元,2020年上半年总收入为0.87亿元,同比下降11.01%,主要系终端智能处理器IP授权业务收入大幅下降造成。艾媒咨询分析师认为,寒武纪技术及产品商业化能力虽已处国内芯片行业前列,但对大客户的严重依赖以及巨大研发投入导致的盈利问题尚未得到有效解决,未来仍需进一步优化业务及产品结构,以降低经营风险。

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寒武纪:舆情表现
艾媒商情舆情数据监测系统显示,系统监测期间“寒武纪”网络口碑数值为47.4,整体舆论偏正向;网络关注度地域分布较广。艾媒咨询分析师认为,寒武纪作为中国AI芯片行业龙头,受到广泛关注,虽然面临股价波动与亏损的争议,但基于公司较强的科研实力以及民众对国产芯片崛起的殷切期待,市场普遍看好其发展前景。

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知存科技:企业介绍
知存科技成立于2017年,专注于模拟存算一体的终端智能芯片设计,主要运用于智能物联网终端应用场景。公司的模拟存算一体芯片能够有效提升AI运算效率,降低成本,2019年已推出国际首个存算一体的AI芯片。艾媒咨询分析师认为,知存科技的技术和产品,能够满足下游应用场景对芯片效率和算力日益提升的要求,符合行业未来发展方向,拥有极大的商业化价值。持续的融资进一步验证了资本市场看好其发展前景。

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知存科技:产品情况
知存科技创新地使用eFlash存储器完成神经网络存储和运算一体化,突破了AI的存储墙问题。其存算一体芯片产品,相比于基于冯诺依曼架构的AI芯片,更契合终端应用场景对高算力、低功耗、低成本、低时延的要求。艾媒咨询分析师认为,5G、大数据、云计算等新型基础设施建设的进一步完善,将加速万物智联时代的到来,对高运算力、低功耗的存算一体AI芯片产品需求将日益强烈。知存科技自主研发的产品不仅在技术上实现了引领,还有望走在量产商用的前列。

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知存科技:核心竞争力
艾媒咨询分析师认为,知存科技具有领先的技术优势和轻量化运营特点,集中资源深耕智能终端,有利于强化其技术和价格优势,进而巩固和提升产品竞争力,未来发展潜力巨大。

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知存科技:舆情表现
艾媒商情舆情数据监测系统显示,系统监测期间“知存科技”网络口碑数值为52.9;网络关注度主要集中在中部和东部。艾媒咨询分析师认为,由于存算一体芯片领域在全球范围内仍处于发展初期,因知存科技是国际上首个推出存算一体芯片产品的企业,网络口碑表现较佳。随着产品应用落地加速,其品牌影响力将进一步提升。

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中国AI芯片行业发展趋势分析
芯片行业政策利好不断,芯片全面国产化进程提速
芯片是信息化时代、数字化时代的基石。中国作为全球最大的半导体消费市场,芯片自给率不足,严重依赖进口。为发展国产芯片,实现进口替代,近年来政府出台了一系列政策支持国产芯片行业发展。今年7月份,利好政策再度加码,国务院发文表示将从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等8个方面进行扶持,以加快集成电路和软件产业发展。艾媒咨询分析师认为,国家重磅利好政策的陆续出台,将推动芯片国产化进程提速,芯片行业将获得广阔的国产替代空间。
数字经济时代加速到来,芯片行业迎来新一轮高速增长
数字经济正在成为全球经济增长的新动能,为抢占数字经济制高点,中国加速推进5G基站、大数据中心、人工智能、工业互联网等新型基础设施建设。艾媒咨询分析师认为,数字经济时代的到来将催生大量高端芯片、专用芯片的需求,驱动国产芯片行业创新发展。受益于存量需求替代以及增量需求释放,芯片行业将迎来新一轮的高速增长阶段。
半导体产业与人工智能产业融合驱动,AI芯片行业进入发展“快车道”
芯片行业具有较高的技术、资金、人才等进入壁垒,半导体垂直分工模式降低了芯片行业的准入门槛,此外,以AI芯片为代表的高端芯片前景广阔。细分环节较低的准入门槛以及全新的芯片赛道,吸引了人工智能领域的新玩家入局,传统芯片企业也在加速研发适用于AI应用场景的芯片。艾媒咨询分析师认为,在半导体产业和人工智能产业的融合驱动作用下,AI芯片行业将进入发展“快车道”。
AI芯片架构由通用向专用发展,存算一体AI芯片是未来趋势
新型基数设施的完善,推动了人工智能技术在消费领域以及工业生产领域的应用,落地场景趋向细分化、垂直化。艾媒咨询分析师认为,下游应用驱动AI芯片由通用架构向专用架构变革,急剧增长的数据量对AI芯片的算力和功耗提出了更高要求。存算一体技术不仅能够使AI设备性能得到提升,还能降低成本。在下游应用的强驱动下,存算一体AI芯片将成为未来主流发展方向。
本文部分数据及图片内容节选自艾媒研究院发布的《2020上半年中国人工智能芯片行业研究报告》,下载完整高清PDF版本报告内容请点击下方“了解更多”。
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