智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析

智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析

隨著人工智能受到媒體和資本的熱捧,近來國內(nèi)外各路豪杰紛紛推出自己的人工智能芯片,在PC行業(yè)已經(jīng)開始逐年衰退,智能手機(jī)行業(yè)也隨著市場的逐漸飽和進(jìn)入瓶頸期的情況下,人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域被認(rèn)為是下一個風(fēng)口.其中,人工智能無疑是最受媒體和資本熱捧的寵兒.同時,國外大廠紛紛推出了自己的人工智能芯片.

伴隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展,計算能力的提升,人工智能近兩年迎來了新一輪的爆發(fā).而人工智能的實現(xiàn)依賴三個要素：算法是核心,硬件和數(shù)據(jù)是基礎(chǔ),其中硬件指的是運(yùn)行AI算法的芯片與相對應(yīng)的計算平臺.芯片就是硬件的最重要組成部分.包括兩個計算過程：1、訓(xùn)練；2、執(zhí)行.

一、全球智能芯片市場規(guī)模分析

2017年全球人工智能芯片市場規(guī)模達(dá)到44.7億美金,隨著包括谷歌、臉書、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼入局,預(yù)計到2018年將達(dá)到57億美金,2020年有望突破百億大關(guān),增長迅猛,發(fā)展空間巨大.2016-2018年全球人工智能芯片市場規(guī)模及增長率走勢

從目前主要的幾個機(jī)器學(xué)習(xí)芯片平臺來看,首先是GPU,GPU的計算能力要比CPU高很多倍.從全部GPU市場來看,英特爾目前占了71%,英偉達(dá)占了16%,AMD占了13%.但從分立式GPU市場來看,英偉達(dá)占了71%,AMD占了29%.因此英偉達(dá)在分立式GPU市場產(chǎn)品中占有絕對的優(yōu)勢,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的人工智能訓(xùn)練.人工智能芯片GPU競爭格局人工智能芯片分立式GPU競爭格局

就目前人工智能主要發(fā)展方向來看,可投資的垂直細(xì)分領(lǐng)域主要包括,機(jī)器人芯片研發(fā)、智能視覺、自然語言理解和開放知識圖譜、人工智能教育、圍棋AI、機(jī)器視覺、機(jī)器人系統(tǒng)方案、體感人機(jī)交互、智能投顧、智能視覺等.而所有細(xì)分領(lǐng)域中,核心專用芯片是人工智能時代的戰(zhàn)略制高點(diǎn).

人們越來越看好人工智能的前景及其潛在的爆發(fā)力,而能否發(fā)展出具有超高運(yùn)算能力且符合市場的芯片成為人工智能平臺的關(guān)鍵一役.目前市場上英偉達(dá)保持著絕對的領(lǐng)先地位.但隨著包括谷歌、臉書、微軟、亞馬遜以及百度在內(nèi)的巨頭相繼加入決戰(zhàn),人工智能領(lǐng)域未來的格局如何,仍然待解.

二、中國人工智能芯片行業(yè)發(fā)展分析

1、中國人工智能芯片市場規(guī)模分析

目前,中國的人工智能芯片行業(yè)發(fā)展尚處于起步階段.隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展,計算能力的提升,人工智能近兩年迎來了新一輪的爆發(fā).

數(shù)據(jù)顯示,2017年中國人工智能芯片市場規(guī)模達(dá)到33.3億元,同比增長75%；預(yù)計2018年市場規(guī)模將進(jìn)一步增長,達(dá)到45.6億元.2016-2020年中國人工智能芯片市場規(guī)模及增長率走勢

2017年中國人工智能投資事件數(shù)達(dá)到353次,與2016年的379次,下降了6.86%.在投資金額方面,2017年投資金額為582億元,與2016年相比增長65.34%.2017年中國人工智能市場規(guī)模將達(dá)到152.1億元,增長率達(dá)到51.2%.隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟,科技、制造業(yè)等業(yè)界巨頭布局的深入,應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展,預(yù)計2018年中國人工智能市場規(guī)模有望突破200億元大關(guān),達(dá)到238.2億元,增長率達(dá)到56.6%.2013-2017年中國人工智能領(lǐng)域投資時間數(shù)量及同比增長走勢2013-2017年中國人工智能市場規(guī)模及同比增長走勢

2、人工智能市場需求及企業(yè)競爭情況分析

人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,推動中國人工智能與電子終端和垂直行業(yè)加速融合,涌現(xiàn)出了智能家居、智能汽車、可穿戴設(shè)備、智能機(jī)器人等一批人工智能產(chǎn)品,并正在全面重塑家電、機(jī)器人、醫(yī)療、教育、金融、農(nóng)業(yè)等行業(yè).

數(shù)據(jù)顯示,目標(biāo)行業(yè)市場中AI+占比40%,其次是智能機(jī)器人、智能駕駛、無人機(jī).隨著人工智能技術(shù)的逐漸成熟,科技、制造業(yè)等業(yè)界巨頭布局的深入,應(yīng)用場景不斷擴(kuò)展,對智能芯片的需求也將增加.中國人工智能企業(yè)行業(yè)分布情況

1.百度

百度（納斯達(dá)克：BIDU）,全球最大的中文搜索引擎、最大的中文網(wǎng)站.2018年第一季度財報,百度一季度營收33.3億美元,市場預(yù)期32.0億美元.百度第一季總營收猛增31%,33.3億美元.歸屬百度的凈利潤增至11億美元,同比增長277%.2017-2018年百度營業(yè)收入及凈利潤走勢

2、景嘉微

景嘉微成立于2006年4月,2016年3月,景嘉微在深圳證券交易所掛牌上市,股票代碼:300474.專業(yè)從事加固電子產(chǎn)品設(shè)計與制造、集成電路設(shè)計及相關(guān)的軟件開發(fā)與設(shè)計,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于高可靠性要求的航空、航天、航海、車載、工控等專業(yè)領(lǐng)域.2018年一季度財報數(shù)據(jù)顯示,第一季度營業(yè)總收入達(dá)到0.61億元,凈利潤為0.14億元.2017-2018年景嘉微營業(yè)收入及凈利潤走勢

3、寒武紀(jì)

寒武紀(jì)是全球智能芯片領(lǐng)域的先行者,宗旨是打造各類智能云服務(wù)器、智能終端以及智能機(jī)器人的核心處理器芯片.寒武紀(jì)是全球第一個成功流片并擁有成熟產(chǎn)品的智能芯片公司,擁有終端和服務(wù)器兩條產(chǎn)品線.2016年推出的寒武紀(jì)1A處理器（Cambricon-1A）是世界首款商用深度學(xué)習(xí)專用處理器,面向智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、無人機(jī)和智能駕駛等各類終端設(shè)備

4、MLU100

MLU100是寒武紀(jì)科技推出的第一款智能處理板卡產(chǎn)品,搭載了MLU100芯片,為云端推理提供強(qiáng)大的運(yùn)算能力支撐.與傳統(tǒng)架構(gòu)處理器相比,MLU100在處理人工智能任務(wù)時可獲得巨大的性能功耗比提升,是真正適合人工智能的處理器.支持被動或主動兩種散熱方式,典型功耗為80W.MLU100智能處理卡支持最高32GB的DDR4內(nèi)存容量,并具備ECC數(shù)據(jù)校驗功能.

5、地平線

地平線具有世界領(lǐng)先的深度學(xué)習(xí)和決策推理算法開發(fā)能力,將算法集成在高性能、低功耗、低成本的嵌入式人工智能處理器及軟硬件平臺上.

基于創(chuàng)新的人工智能專用處理器架構(gòu)BPU（BrainProcessingUnit),地平線自主設(shè)計研發(fā)了中國首款全球領(lǐng)先的嵌入式人工智能視覺芯片——面向智能駕駛的征程(Journey)系列處理器和面向智能攝像頭的旭日(Sunrise)系列處理器,并向行業(yè)客戶提供“芯片+算法+云”的完整解決.地平線擁有兩款智能芯片,分別為旭日1.0處理器、征程1.0處理器.

旭日1.0處理器面向智能攝像頭,具備在前端實現(xiàn)大規(guī)模人臉檢測跟蹤、視頻結(jié)構(gòu)化的處理能力,可廣泛用于智能城市、智能商業(yè)等場景.

征程1.0處理器面向自動駕駛,可同時對行人、機(jī)動車、非機(jī)動車、車道線、交通標(biāo)識牌、紅綠燈等多類目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的實時監(jiān)測和識別,實現(xiàn)FCW/LDW/JACC等高級別輔助駕駛功能.

6、JM5400

JM5400是景嘉微電子推出的國內(nèi)首款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能圖形處理芯片,采用全新的架構(gòu)設(shè)計,于2014年5月流片成功.可廣泛應(yīng)用于有高可靠性要求的圖形生成及顯示等領(lǐng)域,滿足機(jī)載、艦載、車載環(huán)境下圖形系統(tǒng)的功能與性能要求,全面替代M9、M54、M72、M96、IMX6等國外芯片.

7、深鑒科技

深鑒科技是一家清華大學(xué)孵化的創(chuàng)業(yè)企業(yè),致力于成為國際先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)加速方案提供者.提供基于原創(chuàng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度壓縮技術(shù)和DPU平臺,為深度學(xué)習(xí)提供端到端的解決方案.深鑒科技的DPU深度學(xué)習(xí)加速產(chǎn)品解決方案目前已經(jīng)開始應(yīng)用于安防、數(shù)據(jù)等行業(yè).

三、人工智能行業(yè)發(fā)展前景分析

芯片的地位因此再度提升,競爭隨之加劇.在這場事關(guān)新的計算時代基礎(chǔ)架構(gòu)和未來生態(tài)戰(zhàn)略布局中,全球IT巨頭、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、創(chuàng)業(yè)公司全被卷入,中國也已加速入局.先從三大技術(shù)來分析智能芯片行業(yè)發(fā)展前景.

1、DPU

智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析,GPU使用SIMD(單指令多數(shù)據(jù)流)來讓多個執(zhí)行單元以同樣的步伐來處理不同的數(shù)據(jù),原本用于處理圖像數(shù)據(jù),但其離散化和分布式的特征,以及用矩陣運(yùn)算替代布爾運(yùn)算適合處理深度學(xué)習(xí)所需要的非線性離散數(shù)據(jù).作為加速器的使用,可以實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)算法.

GPU由并行計算單元和控制單元以及存儲單元構(gòu)成GPU擁有大量的核(多達(dá)幾千個核)和大量的飛速內(nèi)存,擅長做類似圖像處理的并行計算,以矩陣的分布式形式來實現(xiàn)計算.同CPU不同的是,GPU的計算單元明顯增多,特別適合大規(guī)模并行計算.

2、FPGA

智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析,FPGA是用于解決專用集成電路的一種方案.專用集成電路是為特定用戶或特定電子系統(tǒng)制作的集成電路.人工智能算法所需要的復(fù)雜并行電路的設(shè)計思路適合用FPGA實現(xiàn).FPGA計算芯片布滿“邏輯單元陣列”,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊,輸入輸出模塊和內(nèi)部連線三個部分,相互之間既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的獨(dú)立基本邏輯單元.

FPGA相對于CPU與GPU有明顯的能耗優(yōu)勢,主要有兩個原因.首先,在FPGA中沒有取指令與指令譯碼操作,在Intel的CPU里面,由于使用的是CISC架構(gòu),僅僅譯碼就占整個芯片能耗的50%;在GPU里面,取指令與譯碼也消耗了10%～20%的能耗.其次,FPGA的主頻比CPU與GPU低很多,通常CPU與GPU都在1GHz到3GHz之間,而FPGA的主頻一般在500MHz以下.如此大的頻率差使得FPGA消耗的能耗遠(yuǎn)低于CPU與GPU.

3、ASIC

智能芯片行業(yè)發(fā)展前景分析,ASIC(專用定制芯片)是為實現(xiàn)特定要求而定制的芯片,具有功耗低、可靠性高、性能高、體積小等優(yōu)點(diǎn),但不可編程,可擴(kuò)展性不及FPGA,尤其適合高性能/低功耗的移動端.

目前,VPU