2019年中国人工智能芯片行业市场前景研究报告.pdf
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1、2019年 AIAI芯片行业市场前景研究报告芯片行业市场前景研究报告 中商产业研究院编制中商产业研究院编制 更多产业情报:更多产业情报:http:/ 随着人工智能受到媒体和资本的热捧,近来国内外各路豪杰纷纷推出自己 的人工智能芯片,在PC行业已经开始逐年衰退,智能手机行业也随着市场的逐 渐饱和进入瓶颈期的情况下,人工智能、 物联网、云计算、大数据等领域被认 为是下一个风口。其中,人工智能无疑是最受媒体和资本热捧的宠儿。同时, 国外大厂纷纷推出了自己的人工智能芯片。 数据显示,2019年中国人工智能芯片市场规模破50亿元,预测2020年中国 人工智能芯片市场规模达将近200亿元。 前前 言言 I
2、ntroduction 目 录目 录CONTENTSCONTENTS 人工智能芯片定义 分类 特点 计算过程 GPU与CPU的差别 人工智能芯片发展历程 人工智能芯片行业概况人工智能芯片行业概况 1 人工智能市场情况 人工智能技术发明专利申请数 中国人工智能企业细分占比 中国半导体市场情况 人工智能芯片市场占比 人工智能芯片市场分析 人工智能芯片市场分析人工智能芯片市场分析 2 5G等技术推动其增长 国家政策利好 AI+行业兴起 人工智能芯片市场促进因素人工智能芯片市场促进因素 3 人工智能芯片企业分布 人工智能芯片上市公司排名 中兴通讯 三安光电 亨通光电 百度 寒武纪 地平线 景嘉微 启英
3、泰伦 重点企业分析重点企业分析 4 人工智能芯片未来发展趋势 人工智能芯片市场规模预测 人工智能芯片行业发展前景人工智能芯片行业发展前景 5 01 人工智能芯片行业概况 PAGE 人工智能芯片的定义人工智能芯片的定义 5 AI芯片也被称为AI加速器或计算卡 ,即专门用于处理人工智能应用中的大 量计算任务的模块。当前,AI芯片主要 分为 GPU 、FPGA 、ASIC。 为了支持多样的AI计算任务和性能 要求,理想的AI芯片需要具备高度并行 的处理能力,能够支持各种数据长度的 按位、固定和浮点计算 ; 比当前大几个 数量级的存储器带宽,用于存储海量数 据;低内存延迟及新颖的架构,以实现计 算元件
4、和内存之间灵活而丰富的连接。 人工智能芯片分类人工智能芯片分类 PAGE 6 图表来源:中商产业研究院整理 随着人工智能的快 速发展,应用场;景不断 拓展,目前已覆盖包括 深度学习、机器视觉、 指纹识别、人脸识别、 个人助理、智慧机器人 等13个具体应用。 技术架构来看,人 工智能芯片分为通用性 芯片(GPU) 、半定制化 芯片(FPGA)、全定制化 芯片(ASIC)三大类。 人工智能芯片人工智能芯片 ASIC FPGA GPU TPU BPU NPU BPU 人工智能芯片特点人工智能芯片特点 PAGE 7 图表来源:中商产业研究院整理 芯片芯片 特点特点 GPU GPU称为图形处理器,它是显
5、卡的“心脏”是单指令、多数据处理,采用数 量众多的计算单元和超长的流水线,主要处理图像领域的运算加速。 FPGA FPGA称为现场可编程门阵列,用户可以根据自身的需求进行重复编程。适 用于多指令,单数据流的分析,与GPU相反,因此常用于预测阶段,用硬件 实现软件算法,因此在实现复杂算法方面有一定的难度。 ASIC ASIC是一种为专门目的面设计的集成电路。是为实现特定要求而定制的专 用AL芯片。除了不能扩展以外,在功耗,可靠性,体积方面都有优势。尤 其在高性能、低功耗的移动端。 目前适合深度学习 的人工智能芯片主要有 GPU、FPGA、 ASIC三种 技术路线。GPU最先被 引入深度学习,技术
6、最 为成熟: FPGA具有硬件 可编程特点,性能出众 但壁垒高。ASCI 由于 可定制、低成本是未来 终端应用的趋势。 人工智能芯片计算过程人工智能芯片计算过程 PAGE 8 图表来源:中商产业研究院整理 训练过程训练过程 执行过程执行过程 人脸人脸 车辆车辆 语音语音 人脸标签人脸标签 车辆型号车辆型号 文字识别文字识别 人人 工工 神神 经经 网网 络络 人脸识别人脸识别 车辆识别车辆识别 语音识别语音识别 伴随着大数据的发展, 计算能力的提升,人工智 能近两年迎来了新一轮的 爆发。而人工智能的实现 依赖三个要素:算法是核 心,硬件和数据是基础, 其中硬件指的是运行AI算 法的芯片与相对应
7、的计算 平台。芯片就是硬件的最 重要组成部分。包括两个 计算过程:1、训练,2、 执行。 GPUGPU与与CPUCPU的差别的差别 PAGE 9 图表来源:中商产业研究院整理 CPUCPU GPUGPU 架构区别架构区别 70%晶体管用来构建Cache还有一部分控制单元, 负责逻辑算数部分不多 非常依赖Czche 逻辑核心复杂 整个就是一个庞大的计算阵列(包括alu和 shader填充) 不依赖Cache 逻辑核心简单 计算目的计算目的 适合串行 运算复杂度高 适合大规模并行 运算复杂度低 GPU使用SIMD来让多个执行单元以同样的步伐来处理不同的数据,原本用于处理图像数据,但其离散化和分布
8、式的特征,以及用矩阵运算替代布尔运算适合处理深度学习所需要的非线性离散数据。作为加速器的使用,可以 实现深度学习算法。 GPU由并行计算单元和控制单元以及存储单元构成GPU拥有大量的核和大量的高速内存,擅长做类似图像处理 的并行计算,以矩阵的分布式形式来实现计算。同CPU不同的是,GPU的计算单元明显增多,特别适合大规模并行 计算。 PAGE 人工智能芯片发展历程人工智能芯片发展历程 10 2007 年以前年以前, AI 芯芯 片产业一直没有发展片产业一直没有发展 成为成熟的产业;成为成熟的产业;AI 芯片市场需求不高芯片市场需求不高。 2007-2010年年,随着高随着高 清视频清视频、 V
9、R、 AR游游 戏 等 行 业 的 发 展戏 等 行 业 的 发 展 , GPU产品取得快速的产品取得快速的 突破突破。 2010-2014年年,云计算广云计算广 泛推广泛推广,人工智能的研人工智能的研 究人员可以通过云计算究人员可以通过云计算 借助大量借助大量 CPU 和和 GPU 进进 行混合运算行混合运算,进一步推进一步推 进了进了 AI 芯片的深入应用芯片的深入应用, 从而催生了各类从而催生了各类 AI 芯片芯片 的研发与应用的研发与应用。 2015年年-至今至今, GPU 性性 能功耗比不高的特点使能功耗比不高的特点使 其在工作适用场合受到其在工作适用场合受到 多种限制多种限制, 业
10、界开始研业界开始研 发针对人工智能的专用发针对人工智能的专用 芯片芯片。 02 人工智能芯片市场分析 中国人工智能市场情况中国人工智能市场情况 PAGE 12 01002003004005006007008002015201620172018E2019E2020E20152015- -20202020年中国人工智能行业市场规模预测年中国人工智能行业市场规模预测 市场规模(亿元) 近年来中国人工智能产业发展 迅速。从市场规模来看,自2015年 开始,中国人工智能市场规模逐年 攀升。截至2017年中国人工智能市 场规模已达到了217亿元,同比增 长52.8%。据预测,到2020年,中 国在人工智能
11、的市场规模将达到 710亿元。2015到2020年间复合年 均增长率为44.5%。 数据来源:中商产业研究院整理 中国人工智能市场情况中国人工智能市场情况 PAGE 13 20182018年中国人工智能行业投融资轮次占比情况年中国人工智能行业投融资轮次占比情况 天使轮 ABC其他 随着人工智能产业的快速发展,中国人工智能产业热度不减,行业投融资规模呈现上涨趋 势。从企业投资来看,天使轮投资占比逐渐降低,人工智能投资轮次后移。2018年A轮融资占 据大半。 数据来源:中商产业研究院整理 01002003004005006007002015201620172018中国人工智能行业投融资次数统计情况
12、中国人工智能行业投融资次数统计情况 市场规模(亿元) 人工智能技术发明专利申请数人工智能技术发明专利申请数 PAGE 14 排名排名 企业企业 申请量申请量/ /件件 1 百度在线网络技术(北京)有限公司 1426 2 腾讯科技(深圳)有限公司 1016 3 广东欧珀移动通信有限公司 933 4 阿里巴巴集团控股有限公司 784 5 华为技术有限公司 671 6 平安科技(深圳)有限公司 657 7 国家电网公司 547 8 北京小米移动软件有限公司 466 9 深圳大疆创新科技有限公司 451 10 北京市商汤科技开发有限公司 369 2018年中国企业人工智能技术发明专利排行榜年中国企业人
13、工智能技术发明专利排行榜TOP10 2018年全球人工智能专利申请 数量前三位:中国9.93万件、美国 4.89万件、日本3.12万件。 2018年中国企业人工智能技术 发明专利排行榜前十名的中国企业 在该领域的发明专利申请量均在 369件及以上,技术主要围绕指纹 识别、指纹芯片、应用程序、图像 处理、语音识别、人脸图像识别、 数字计算设备、数据处理方法、自 动驾驶等控制系统等领域布局。其 中,百度在线网络技术(北京)有限 公司以1426件专利位居第一,腾讯 科技(深圳)有限公司以1016件专利 位列第二。 数据来源:中商产业研究院整理 中国人工智能企业细分占比中国人工智能企业细分占比 PAG
14、E 15 数据来源:中商产业研究院整理 中国人工智能企业行业占比情况中国人工智能企业行业占比情况 AI+智能机器人 大数据及数据服务 智能驾驶 无人机 人工智能技术的快速发展,推 动我国人工智能与电子终端和垂直 行业加速融合,涌现出了智能家居 、智能汽车、可穿戴设备、智能机 器人等一批人工智能产品,并正在 全面重塑家电、机器人、医疗、教 育、金融、农业等行业。 数据显示,目标行业市场中 AI+占比40%,其次是智能机器人、 智能驾驶、无人机。随着人工智能 技术的逐渐成熟,科技、制造业等 业界巨头布局的深入,应用场景不 断扩展,对智能芯片的需求也将增 加。 中国半导体市场情况中国半导体市场情况
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