AI芯片行业市场规模将突破550亿元

1、人工智能芯片行业发展概况

人工智能是计算机科学的一个分支领域，通过模拟和延展人类及自然智能的功能，拓展机器的能力边界，使其能部分或全面地实现类人的感知（如视觉、语音）、认知功能（如自然语言理解），或获得建模和解决问题的能力（如机器学习等方法）。

相关报告：北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2026年中国人工智能芯片行业细分市场深入调研及投资前景预测报告》

人工智能算法与应用必须以计算机硬件作为物理载体方能运转，其效果、效率与核心计算芯片的计算能力密切相关。如以1993年出品的IntelCPU奔腾P5芯片来执行这样的图像识别运算，即使处理器流水线效率达到100%的情况下，需要至少10分钟才能完成推理任务，需要近百年才能完成训练任务。而如今在各品牌旗舰手机上只需数百微秒就能执行完成这样的图像识别，还可根据识别结果对图片进行实时编辑和美化，在云计算数据中心只要20分钟就能完成模型的训练任务。在人工智能技术快速进步并进入实用场景的背后，处理器芯片技术的贡献功不可没。

当前以深度学习为代表的人工智能技术对于底层芯片计算能力的需求一直在飞速增长，其增速已经大幅超过了摩尔定律的速度。例如Google于2019年提出的EfficientNet B7的深度学习模型，每完成一次前向计算即需要3.61×1010次基本运算，是七年前同类模型（AlexNet）运算需求的50倍。人工智能运算常常具有大运算量、高并发度、访存频繁的特点，且不同子领域（如视觉、语音与自然语言处理）所涉及的运算模式具有高度多样性，对于芯片的微架构、指令集、制造工艺甚至配套系统软件都提出了巨大的挑战。

智能芯片是面向人工智能领域而专门设计的芯片，其架构和指令集针对人工智能领域中的各类算法和应用作了专门优化，可高效支持视觉、语音、自然语言处理和传统机器学习等智能处理任务。智能芯片的性能和能效优势主要集中于智能应用，但不适用于人工智能之外的其他领域。智能芯片是面向人工智能领域而专门设计的芯片，其架构和指令集针对人工智能领域中的各类算法和应用作了专门优化，可高效支持视觉、语音、自然语言处理和传统机器学习等智能处理任务。智能芯片的性能和能效优势主要集中于智能应用，但不适用于人工智能之外的其他领域。

2、人工智能芯片产业链分析

人工智能芯片产业链上游主要是人工智能算法以及芯片设计工具。人工智能算法覆盖广泛，包括视觉算法、语音处理算法、自然语言处理算法以及各类机器学习方法（如深度学习等），研究人工智能算法的机构为斯坦福大学、麻省理工学院、卡耐基梅隆大学等大学以及谷歌、脸书、亚马逊等知名互联网企业。人工智能芯片行业的核心为芯片设计和芯片制造，我国芯片设计企业在近几年发展较快，在各细分领域涌现出一大批优秀企业。除此之外，一些芯片设计工具厂商、晶圆代工厂商与封装测试厂商也为人工智能芯片行业提供了研发工具和产业支撑。当前我国人工智能芯片行业的下游应用场景主要聚集在云计算与数据中心、边缘计算、消费类电子、智能制造、智能驾驶、智慧金融、智能教育等领域。

人工智能芯片产业链分析

      

资料来源：普华有策

3、我国人工智能芯片市场规模分析

在经历了互联网和移动互联网的追赶之后，中国正成为一个重要的数据大国，预计到2025年中国将拥有全球数据量的27.8%。另外，产业政策推动中国产业的信息化、智能化升级转型。这为我国人工智能芯片的发展提供了众多实际的应用场景。

人工智能领域的应用目前均处于技术和需求融合的高速发展阶段，未形成统一的生态，就人工智能芯片这一细分领域而言，国内芯片厂商与国外芯片巨头基本处于相似的发展阶段。而随着人工智能相关技术的进步，应用场景将更加多元化，中国人工智能芯片市场将得到进一步的发展。未来几年内，中国人工智能芯片市场规模将保持40%-50%的增长速度，到2023年，市场规模将突破550亿元。

4、人工智能芯片行业重点企业分析

集成电路设计行业属于技术密集型行业，而智能芯片作为集成电路领域新兴的方向，在集成电路和人工智能方面有着双重技术门槛。目前，泛人工智能类芯片（可用于人工智能计算任务的各类芯片的总称）领域中的主要企业分为两类：第一类是国际集成电路设计龙头企业，包括Nvidia、Intel、AMD、Qualcomm、NXP、Broadcom、Xilinx、联发科、华为海思等等，还包括主要以进行IP授权模式经营业务的ARM、Cadence和Synopsys等公司；第二类是以寒武纪、地平线机器人、Graphcore、Wave Computing等为代表的专业人工智能芯片设计公司。

第一类国际集成电路设计龙头企业一般都经过了多年的技术沉淀和研发积累，在综合技术实力、销售规模、资金实力、人才团队等方面仍占据优势。目前，在泛人工智能类芯片领域，Nvidia GPU产品和Intel CPU产品的市场份额仍占据明显优势。第二类专业人工智能芯片设计公司普遍成立时间相对较晚，在营收规模、综合技术积累等方面难以与国际集成电路设计龙头企业相提并论，但在人工智能算法和针对人工智能应用场景的专用芯片设计方面有着自身独到的技术优势和一定的研发实力，未来随着人工智能应用的逐步成熟，该等企业有望迎来快速发展的阶段，逐步跻身成为集成电路设计龙头企业。