中商情報網(wǎng)訊：從廣義上講只要能夠運行人工智能算法的芯片都叫作AI芯片。但是通常意義上的AI芯片指的是針對人工智能算法做了特殊加速設(shè)計的芯片，現(xiàn)階段，這些人工智能算法一般以深度學(xué)習(xí)算法為主，也可以包括其它機器學(xué)習(xí)算法。AI芯片也被稱為AI加速器或計算卡，即專門用于處理人工智能應(yīng)用中的大量計算任務(wù)的模塊。

隨著人工智能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，AI在智能安防、無人駕駛、智能手機、智慧零售零售、智能機器人等幾大行業(yè)不斷落地，工信部提前發(fā)放5G商用牌照，人工智能和5G將引爆下一輪智能化熱潮。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、上游分析

1.芯片設(shè)計

芯片設(shè)計行業(yè)已經(jīng)成為國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中最具發(fā)展活力的領(lǐng)域之一，近年來，中國芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)在提升自給率、政策支持、規(guī)格升級與創(chuàng)新應(yīng)用等要素的驅(qū)動下，保持高速成長的趨勢。數(shù)據(jù)顯示，芯片設(shè)計業(yè)銷售收入從2015年的1325億元增長到2020年的3546億元。預(yù)計2021年，中國芯片涉及行業(yè)市場規(guī)模將接近4000億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.晶圓制造

晶圓是指制作硅芯片所用的硅晶片，其原始材料是硅。高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒在經(jīng)過研磨，拋光，切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。硅晶圓作為制造芯片的基本材料，在產(chǎn)業(yè)中扮演著舉足輕重的地位。數(shù)據(jù)顯示，2016年中國晶圓制造行業(yè)市場規(guī)模突破1000億元，到2019年，中國晶圓制造行業(yè)市場規(guī)模超過2000億元，達到2149.1億元。預(yù)計2021年，我國晶圓制造行業(yè)市場規(guī)模或達到2941.4億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.芯片封測

封裝測試是將生產(chǎn)出來的合格晶圓進行切割、焊線、塑封，使芯片電路與外部器件實現(xiàn)電氣連接，并為芯片提供機械物理保護，并利用集成電路設(shè)計企業(yè)提供的測試工具，對封裝完畢的芯片進行功能和性能測試。數(shù)據(jù)顯示，2016-2019年，我國芯片封裝測試市場規(guī)模由1036億元增長至2350億元，年均復(fù)合增長率為12.42%。中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測，在2021年芯片封裝測試的市場規(guī)模將達到2931.2億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.重點企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

1.AI芯片分類

AI芯片按技術(shù)架構(gòu)分類有四種：

GPU未來的應(yīng)用方向是高級復(fù)雜算法和通用性人工智能平臺，買來就可以使用；FPGA更適用于各種具體的行業(yè)，人工智能會應(yīng)用到各個具體領(lǐng)域。ASIC是全定制芯片，因其算法復(fù)雜度越強，越需要一套專用的芯片架構(gòu)與其進行對應(yīng)，ASIC基于人工智能算法進行獨立定制，其發(fā)展前景看好。類腦芯片是人工智能最終的發(fā)展模式，但是離產(chǎn)業(yè)化還有一定距離。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

AI芯片按功能分類主要有兩種：

訓(xùn)練環(huán)節(jié)通常需要通過大量的數(shù)據(jù)輸入，訓(xùn)練出一個復(fù)雜的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。訓(xùn)練過程由于涉及海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和復(fù)雜的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，運算量巨大，需要龐大的計算規(guī)模，對于處理器的計算能力、精度、可擴展性等性能要求很高。推斷環(huán)節(jié)是指利用訓(xùn)練好的模型，使用新的數(shù)據(jù)去“推斷”出各種結(jié)論。這個環(huán)節(jié)的計算量相對訓(xùn)練環(huán)節(jié)少很多，但仍然會涉及到大量的矩陣運算。在推斷環(huán)節(jié)中，除了使用CPU或GPU進行運算外，F(xiàn)PGA以及ASIC均能發(fā)揮重大作用。

2.市場規(guī)模

目前我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，2016-2019年我國智能芯片的市場規(guī)模從19億元增長至56.1億元，復(fù)合年均增長率為43.5%，預(yù)計2021年市場規(guī)模將進一步增長，達到86.3億元。未來，人工智能芯片行業(yè)市場前景非常可觀。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.重點企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

1.智慧服務(wù)器

云端高性能芯片主要面向人工智能計算中的數(shù)據(jù)中心集中計算需求，主要用在智能服務(wù)器產(chǎn)品和云端人工智能計算場景中。根據(jù)IDC的研究數(shù)據(jù)，2019年中國智能服務(wù)器市場規(guī)模約為19.5億美元，2018年至2023年的年均復(fù)合增長率達到27.09%，預(yù)計到2021年市場規(guī)模將達到31.8億美元，市場規(guī)模快速增長。

數(shù)據(jù)來源：IDC、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.智慧城市

近年來，智能化浪潮對城市管理行業(yè)帶來巨大沖擊，行業(yè)結(jié)構(gòu)開始發(fā)生明顯變化，智能化系統(tǒng)解決方案的滲透率越來越高，推動著對AI芯片的需求。2019年度中國智慧城市市場規(guī)模250.5億元人民幣，預(yù)計2021年將達到8820億元，市場規(guī)模保持高速增長，其中智能云端產(chǎn)品占比逐漸增加，在智能城市領(lǐng)域占據(jù)更重要地位。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.智能醫(yī)療

智能醫(yī)療涉及智能醫(yī)療臨床決策、智能醫(yī)療大數(shù)據(jù)、智能醫(yī)療管理等領(lǐng)域。在智能醫(yī)療臨床決策領(lǐng)域，基于計算機視覺的影像輔助診療可幫助醫(yī)生降低漏診率和誤診率，顯著提升醫(yī)生的工作效率；

在智能醫(yī)療大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，人工智能技術(shù)突破了醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量和處理效率的巨大瓶頸，對大規(guī)模、多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)完成深入解析與標(biāo)準(zhǔn)化，并完成醫(yī)學(xué)建模與應(yīng)用構(gòu)建、開發(fā)各類臨床與科研應(yīng)用；

在智能醫(yī)療管理領(lǐng)域，人工智能技術(shù)完成了智能導(dǎo)診、智能問診、病史采集、語音電子病歷、醫(yī)療語音錄入、智能隨訪等多個功能。數(shù)據(jù)顯示，2019年中國智能醫(yī)療市場規(guī)模達到7.2億元，2021年將超過14億元。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.智能金融

金融機構(gòu)、運營商、零售連鎖等線下網(wǎng)點眾多的企業(yè)積極嘗試通過人工智能技術(shù)在客戶轉(zhuǎn)化、用戶服務(wù)、用戶留存等多階段進行賦能，并在如生物識別認證、智能客服、智能風(fēng)控、精準(zhǔn)營銷、智能顧問、刷臉支付等細分網(wǎng)點服務(wù)場景中實現(xiàn)應(yīng)用。從市場規(guī)模來看，近幾年網(wǎng)點服務(wù)在金融領(lǐng)域呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。

數(shù)據(jù)顯示，2018年中國傳統(tǒng)金融機構(gòu)科技投入約為1,604億元，其中人工智能相關(guān)投入約為166.8億元，占比10.4%，2022年保守估計中國傳統(tǒng)金融機構(gòu)人工智能相關(guān)投入將突破580億元，占比約15.6%，2018年至2022年人工智能相關(guān)投入的年均復(fù)合增長率達到36.6%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5.重點企業(yè)分析

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理