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AI大时代!一文看懂AI芯片趋势与机会

AI大時代!一文看懂AI芯片趨勢與機會

格隆匯 ·  2023/12/15 04:11

AI芯片是人工智能產業的核心硬件,全球AI芯片發展水平還在起步階段,中國憑藉諸多有利因素有望通過追趕,到優勢擴大,再到逐步於領先全球,具有巨大發展潛力。

數據顯示,我國AI芯片市場規模由2017年的53億元增至2021年的436.8億元,年均複合增長率爲69.4%,預計2022年我國AI芯片市場規模將增至850.2億元。隨着AI芯片應用領域擴大,蓬勃發展勢頭有增無減,今年中國AI芯片市場規模或有望突破千億里程碑。

隨着AI技術的爆發,不同類型的芯片在AI計算、訓練和推理等方面發揮着關鍵作用。每種芯片類型都有其獨特的優勢,從而滿足不同應用場景和需求。

這些AI芯片的發展勢頭迅猛,預示着芯片行業將在AI時代迎來更大的挑戰和機遇。

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比如,在海外,大型雲端服務業者已開始擴大自研ASIC芯片的趨勢越演越烈,Google自2023年下半加速自研TPU導入AI服務器,年成長將逾7成,2024年AWS亦將擴大采用自研ASIC,出貨量有望實現翻倍成長,其他如Microsoft、Meta等亦規劃擴展自研ASIC計劃。

所以,接下來,我們將重點來關注國內廠商在AI芯片上具有潛力的領域,把更多目光落在了ASIC上面。

首先,ASIC芯片市場的競爭格局與其他類型的芯片市場有着明顯的區別和差異:傳統通用型的CPU領域早已有Intel、高通,GPU領域有英偉達等領導者,而FPGA中有被AMD收購的Xilinx(賽靈思)和被英特爾收購的Altera(阿爾特拉),前兩者市佔率約90%,國內FPGA領域龍頭企業爲安路科技,該公司於2021年11月12日科創板上市,但其在全球市場所佔份額不大。

只有與AI計算最爲契合的專用定製ASIC領域,尚未形成以某一或某幾家頭部廠商壟斷的局面,龐大且分散的市場格局,垂直且碎片化的市場需求特徵,正爲國內企業提供了不少的機會。

此外,ASIC在滿足小型智能設備需求方面的卓越性能,也爲未來的技術創新和市場應用提供了有力的支持。

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ASIC往往跟據客戶的具體需求將CPU、GPU、存儲器乃至藍牙、WIFI等數十個小規模IC模塊集成在一塊芯片上,實現系統級設計需要,這樣的做法也被稱爲SoC(片上系統)。

由於其低功耗高效率的特點,特別適用於功耗較低、空間較小的智能終端,這使的ASIC芯片的獨特性和優勢,使其成爲各智能終端或流量入口的首選解決方案,並有望率先在這些領域實現規模化應用。

ASIC應用領域包括但不限於智能手機、可穿戴設備、安防前端攝像頭、智能家居設備以及無人機等。

其中,ASIC在智能手機中有兩種主要的芯片,一個是AP(Application Processor,應用處理器),另一個就是BP(Baseband Processor,基帶處理器),目前手機中還有第三種ASIC芯片稱之爲CP(CoProcessor,協處理器),每個廠商對CP都有不同的名字,比如蘋果把它叫做協處理器,高通820叫做“低功率島”,CP的性能已經可以很高了,其開始處理的東西越來越多,現在的CP已經可以處理虛擬現實,增強現實,圖像處理,HIFI,HDR,傳感器等等。

大家所熟知的麒麟芯片便屬於ASIC中的AP,而在國內做BP較爲知名的芯片公司則爲在科創板上市的翱捷科技。

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根據KBVResearch報告數據顯示,2019-2025年,全球ASIC芯片市場規模預計將達到247億美元,在預測期內以8.2%的複合年增長率增長。

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(來源:東方財富證券)

當前國內ASIC廠商的迅速崛起,某程度上可反映出這些芯片企業在技術研發和生產製造方面的實力和優勢。

未來,隨着技術不斷創新和行業競爭的深入,國產ASIC芯片有望成爲全球市場的重要參與者,並在AI芯片領域取得更大的突破。

國內設計製造ASIC的公司中,包括已有核心芯片產品的寒武紀、雲天勵飛、航宇微、ICG(聰鏈集團)等廠商:

◎ 寒武紀 ——最新市值約603億人民幣

公司是全球領先的AI芯片提供商之一,其ASIC芯片在人工智能領域應用廣泛,公司具有強大的技術創新能力和市場拓展能力,未來有望成爲AI芯片領域的龍頭企業。

公司擁有ASIC-雲端AI芯片和ASIC-邊緣AI芯片。思元290是寒武紀首款雲端訓練智能芯片;思元370是寒武紀第三代雲端智能芯片,思元220及相應的M.2加速卡是公司的首款邊緣智能芯片產品。

公司新一代雲端AI芯片思元590較思元290系列有大幅提升,思元系列產品也已應用於浪潮、聯想等多家服務器廠商的產品中。此外面向邊緣計算場景推出的思元220芯片和邊緣智能加速卡也已落地多家頭部企業,自發布以來累計銷量突破百萬片。

◎ 雲天勵飛 ——最新市值約193億人民幣

公司是國內少數AI芯片與算法並行發展的企業之一,擁有算法技術及AI芯片技術兩大技術平台,可實現算法芯片化,提升芯片的效率及場景適應性。

公司擁有ASIC-視覺AI協處理芯片和ASIC-邊緣AI芯片。2022年,公司第三代芯片Deep Edge10實現流片,預計在2023年量產投入使用。Deep Edge10採用國內先進工藝、支持多芯粒擴展的Chiplet技術,可提供12TOPS(INT8)整型計算和2TFLOPS (FP16)浮點計算的深度學習推理計算算力,可廣泛應用於AloT邊緣視頻、移動機器人等場景。

◎ 航宇微 ——最新市值約94億人民幣

公司是一家專業從事嵌入式SoC/SIP芯片/模塊、航空電子系統、宇航控制系統、人臉識別與智能圖像分析、微型飛行器、人工智能、衛星星座及衛星大數據服務平台研製生產的高科技企業。

公司擁有ASIC-通用AI芯片。玉龍810是公司推出的新一代嵌入式人工智能系列處理器芯片,可以實現12tops的算力,能夠實現與TensorFlow,Caffe等主流深度學習軟件框架的無縫對接,具有超高穩定性和超低功耗,主要面向航空航等應用場景玉龍810開發板及芯片經過客戶的大量測試和驗證,得到了好評,並實現了銷售合同的逐步簽訂。

◎ ICG(聰鏈集團)——最新市值約43億人民幣(6.1億美元)

這是一家2023年在美股上市的國內芯片企業,它專注於爲客戶提供高性能計算ASIC芯片和配套軟硬件的綜合解決方案提供商,公司產品包括具有高計算能力和超強能效的高性能ASIC芯片以及配套的軟硬件。公司積累了豐富的SoC芯片、高性能計算ASIC芯片經驗,將算法芯片化、系統芯片化理念實施落地。

公司已經建立了一個名爲“Xihe”平台的專有技術平台,這使其能夠開發出各種具有高效率和可擴展性的 ASIC 芯片。

截至2022年9月30日,公司使用“Xihe”平台完成了 8次 22納悶ASIC芯片的流片,所有流片成功率達到 100%。

公開資料顯示,公司新一代芯片產品已於2023年10月完成流片,預計在2024年Q1前量產。

除上述公司外,有一些跨界或者新晉選手,它們近年來也在ASIC領域取得積極進展,列舉部分的上市公司表現如下:

◎ 瀾起科技 ——最新市值約687億人民幣

公司專注於ASIC設計和應用,產品廣泛應用於物聯網、人工智能、智能家居等領域,公司在研發和技術創新方面不斷突破,未來有望成爲新興行業的領軍企業。

◎ 富滿微 ——最新市值約71億人民幣

公司是一家專注於高性能、高品質模擬集成電路芯片設計研發、封裝、測試及銷售的集成電路設計企業。目前擁有4個大類在銷售產品,主要涵蓋視頻顯示、無線通訊、存儲、電源管理等多項領域,主要產品爲LED屏控制及驅動、MOSFET、MCU、快充協議芯片、5G射頻前端分立芯片及模組芯片,以及各類ASIC等類芯片,產品可廣泛應用於消費類電子、通訊設備、工業控制等新興電子產品領域。

◎ 睿創微納 ——市值約212億人民幣

公司專業從事非製冷紅外熱成像與MEMS傳感技術開發,致力於專用集成電路、MEMS傳感器及紅外成像產品的設計與製造,產品主要包括紅外探測器芯片、熱成像機芯模組、紅外熱像儀整機、激光微波產品及光電系統。

2020年8月8日,睿創微納發佈基於自主研發ASIC處理器芯片的全系列紅外熱成像模組。該系列模組搭載自主研發的“獵鷹”AISC處理器芯片,取代了傳統熱成像模組的FPGA方案,具備更小體積、更輕重量、更低功耗、更優成本、更高性能特點,即滿足新一代紅外探測器SWaP3的應用要求。

◎ 中微半導 ——市值約97億人民幣

公司是一家以MCU爲核心的平台型芯片設計企業,專注於數字、模擬和混合信號芯片的設計與銷售,目前產品包括8位及32位MCU(單片機)、多種SoC(片上系統)、各類ASIC(專用電路)和功率器件,廣泛應用於消費電子、家用電器、工業控制和汽車電子等領域。

◎ 利亞德 ——市值約146億人民幣

在2019年開始對LED顯示屏ASIC控制芯片進行研發,於2021年10月份投入小批量試產,2022年公司ASIC芯片進入量產。

◎ 淳中科技 ——市值約41億人民幣

公司主要從事數字信號處理器(DSP)和ASIC的設計和開發,產品廣泛應用於智能手機、平板電腦、數字電視、車載電子等領域。公司自研ASIC芯片已於2023年8月上旬交付晶圓廠流片,公司自研芯片會在優先滿足自有產品需求之外投放市場,產品應用場景多元化。

◎ 瑞斯康達 ——市值約44億人民幣

公司在ASIC芯片設計、分組核心架構等相關領域已經擁有了一批國內領先的核心技術,並已成功研發多款ASIC自主芯片用於接入設備。自研的ASIC芯片主要用於公司相關通信產品。

◎ 全志科技 ——市值約148億人民幣

公司的各系列智能終端處理器芯片都屬於ASIC芯片。

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