AI芯片,廣義上來說,是面向人工智能應用的芯片,這些芯片經過軟硬件優化,可以高效支持AI應用。人工智能技術的發展將開啟一個新的時代——算法即芯片時代。
人工智能芯片產業鏈結構清晰,鏈條較短,主要分為上游的材料與設備,中游的產品制造,下游的應用市場。下游的應用市場主要有云計算、自動駕駛、智能手機、無人機、智能音箱、智能安防等。智能安防、無人駕駛、智能手機、智慧零售、智能機器人等幾大行業對AI芯片的需求不斷增長,推動了AI芯片市場的快速發展。
當前,AI芯片主要分為 GPU 、FPGA 、ASIC。AI的許多數據處理涉及矩陣乘法和加法。大量并行工作的GPU提供了一種廉價的方法,但缺點是更高的功率。具有內置DSP模塊和本地存儲器的FPGA更節能,但它們通常更昂貴。
技術手段方面AI市場的第一顆芯片包括現成的CPU,GPU,FPGA和DSP的各種組合。雖然新設計正在由諸如英特爾、谷歌、英偉達、高通,以及IBM等公司開發至少需要一個CPU來控制這些系統,但是當流數據并行化時,就會需要各種類型的協處理器。。
傳統意義上,大多數對神經網絡的訓練和推理都是在云端或基于服務器完成的。隨著終端處理器性能的不斷提升,很多人工智能的推理工作,如模式匹配、建模檢測、分類和識別等逐漸從云端轉移到終端側,這主要有三點原因:
首先,AI能力的端側遷移是用戶使用場景所需的必然結果。數據由云走向邊緣。IDC數據統計,未來幾年內邊緣側數據將達到總數據量的50%,這些數據由終端采集和產生,也需要端側AI芯片就近分析處理。其次,AI能力的端側遷移亦是提升人工智能用戶體驗的重要方式。在端側,人工智能關鍵優勢包括即時響應、隱私保護增強、可靠性提升,此外,還能確保在沒有網絡連接的情況下用戶的人工智能體驗得到保障。最后,AI處理能力的端側遷移是人工智能數據隱私保護的需要。
近兩年,隨著大家越來越意識到AI芯片對于算力的重要性,AI芯片這一賽道中的玩家也越來越多。
AI芯片行業的競爭格局主要集中在全球范圍內,各大芯片廠商都在積極布局AI芯片市場。其中,英偉達是全球最大的AI芯片供應商,其市場份額占據了絕對的領先地位。
據中研產業研究院《2024-2029年中國AI芯片行業市場全景調研與發展前景預測報告》分析:
財報顯示,財報顯示,2024年三季度英偉達營收再創新高達351億美元,同比增長94%,高于分析師預期的332.5億美元,但增速較上一季度有所放緩。調整后每股收益為0.81美元,超出預期的每股0.74美元。
從英偉達的財報來看,AI芯片作為半導體復蘇的核心動能,其今后的增長趨勢進一步得到確認。
AI芯片市場呈現出多元化、競爭激烈的格局。主要廠商包括英偉達(NVIDIA)、英特爾(Intel)、AMD等國際巨頭,這些公司在技術、資金、市場等方面具有明顯優勢。同時,中國等國家和地區的芯片企業也在迅速崛起,如華為、阿里、百度等公司在AI芯片領域取得了顯著進展。
目前,我國人工智能芯片與國際先進水平相比還有一定距離,所取得成就僅是在部分領域,整個行業還處于生命周期的萌芽期,需要更多的投入和努力。“十四五”規劃提出重點發展數字技術創新,提高人工智能芯片的研發和應用;同時,“十四五“國民健康規劃提出大力推廣人工智能芯片在醫療、衛生等公共領域的應用,切實保障民生,助力人工智能芯片從研發落地到應用。
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