2017-人工智能芯片：AI巨轮的引擎_44页-4mb

人工智能芯片：AI巨轮的引擎

核心内容

人工智能芯片是推动人工智能技术发展的关键硬件支撑，主要分为GPU、FPGA、ASIC及类脑芯片等类型。随着人工智能技术的快速发展，芯片的性能和效率成为决定其应用广泛性的核心因素。人工智能芯片不仅在云端计算领域发挥重要作用，也在终端应用中展现巨大潜力。

主要观点

• 人工智能芯片前景广阔：人工智能市场在近几年经历了高速增长，预计到2020年全球市场规模将达183亿美元，中国人工智能市场规模也将显著增长。人工智能芯片作为核心技术，将成为推动AI技术发展的关键。
• 各类AI芯片百花齐放：GPU、FPGA、ASIC及类脑芯片各具优势，在人工智能领域中发挥着不同的作用。GPU在深度学习训练环节表现突出，FPGA在低功耗场景中占优，ASIC有望成为未来主流，类脑芯片则代表了突破性技术方向。
• 云端与终端协同进步：云端AI芯片市场发展迅速，云计算平台与人工智能技术结合，为数据处理和算法训练提供强大支持。终端AI芯片在汽车、机器人、家居等场景中逐步应用，未来有望实现大规模放量。

关键信息

人工智能市场数据

• 全球市场规模：2015年为74.5亿美元，预计2020年将增长至183亿美元，复合年增长率达19.7%。
• 中国市场规模：2015年为12亿元，预计2020年将增长至91亿元，复合年增长率达50%。

AI芯片分类及特点

• GPU：具有强大的并行计算能力，适合深度学习训练，Nvidia在该领域占据主导地位。
• FPGA：具备低功耗和高性能，适合推理环节，未来在深度学习领域有广泛应用前景。
• ASIC：专为人工智能设计，具备更高的计算效率和更低的功耗，有望成为主流。
• 类脑芯片：突破传统冯·诺依曼架构，适合实时处理非结构化数据，具有低功耗和自主学习能力。

国内AI芯片发展

• 国内企业如中科曙光、全志科技、景嘉微、通富微电、富瀚微、海康威视、大华股份等在AI芯片领域有显著布局。
• 景嘉微在军用GPU领域实现突破，寒武纪推出深度学习专用芯片NPU，中星微推出“星光智能一号”NPU芯片。

投资建议

• 建议关注国内在人工智能芯片产业链上取得突破的企业，包括中科曙光、全志科技、景嘉微、通富微电、富瀚微、海康威视、大华股份等。

风险提示

• 人工智能芯片研发不及预期：技术发展和市场竞争可能导致研发进度落后于预期。
• 下游需求不及预期：AI技术的广泛应用可能受到市场接受度、政策支持及经济环境等因素的影响。

图表目录

• 图1：人工智能关键要素
• 图2：全球人工智能市场规模
• 图3：中国人工智能市场规模
• 图4：全球人工智能主要公司
• 图5：国际人工智能领域三巨头动作
• 图6：国内人工智能主要企业
• 图7：深度学习VS神经网络
• 图8：深度学习市场规模
• 图9：深度学习主要市场参与者及开源平台
• 图10：各公司主要开源平台列表
• 图11：主要深度学习平台性能比较
• 图12：GPU在深度学习领域应用广泛
• 图13：使用NVIDIA加速计算GPU的企业数量快速增长
• 图14：CPU与GPU结构差异
• 图15：GPU在3年时间内性能提高50倍
• 图16：GPU每秒计算量远超CPU
• 图17：GPU是NVIDIA的主要产品（2016年报）
• 图18：NVIDIA在GPU市场有绝对优势
• 图19：NVIDIA公司加速运算GPU及相关产品
• 图20：NVIDIA近年来财务数据
• 图21：中国在GPU领域取得最新成就
• 图22：FPGA内部结构原理图
• 图23：CPU、GPU及FPGA单次迭代时间比较
• 图24：CPU、GPU及FPGA单次迭代能耗比较
• 图25：CPU、GPU及FPGA三种芯片性能比较
• 图26：全球FPGA市场规模保持较快增长
• 图27：2016年FPGA市场份额分布
• 图28：英特尔LakeCrest架构
• 图29：Canyon Bridge Capital Partners拟收购Lattice
• 图30：谷歌TPU内部架构
• 图31：寒武纪芯片
• 图32：寒武纪2号DaDianNao版图
• 图33：中星微NPU架构图
• 图34：2022年类脑芯片不同类型终端应用占比
• 图35：各国类脑计算研究项目列表
• 图36：各科技巨头类脑芯片产品列表
• 图37：IBM第一代TrueNorth芯片
• 图38：第一代IBM TrueNorth芯片与第二代比较
• 图39：IBM神经元计算机包含16颗TrueNorth芯片
• 图40：全球云计算市场规模
• 图41：云计算平台人工智能功能
• 图42：2011年Watson参加节目《Jeopardy》并取得冠军
• 图43：Watson产生答案流程
• 图44：IBM POWER处理器发展路径
• 图45：POWER8架构图
• 图46：微软Azure功能
• 图47：2014年亚马逊AWS市场份额占比遥遥领先
• 图48：亚马逊AWS能够提供的服务
• 图49：谷歌云计算平台
• 图50：阿里云适用场景
• 图51：阿里云新一代HPC
• 图52：百度与Altera合作建立FPGA集群
• 图53：百度开放云功能
• 图54：NVIDIA Drive PX 车载计算平台
• 图55：NVIDIA Drive PX2平台
• 图56：NVIDIA Xavier芯片
• 图57：高通发布智能汽车芯片602A
• 图58：国内汽车电子芯片市场规模
• 图59：飞思卡尔Hybrid处理器
• 图60：赛灵思FPGA芯片
• 图61：夏普机器人手机RoBoHoN
• 图62：亚马逊Echo音箱基本构造
• 图63：Echo音箱主板芯片构成
• 图64：京东&科大讯飞叮咚音箱
• 图65：叮咚音箱主板构造
• 图66：人工智能芯片及应用
• 图67：A股上市公司切入人工智能领域情况

行业评级

• 行业评级：看好（维持）

报告发布日期

• 2017年05月31日

证券分析师

• 蒯剑：021-63325888*8514, kuaijian@orientsec.com.cn, 执业证书编号：S0860514050005
• 胡誉镜：021-63325888*7518, huyujing@orientsec.com.cn, 执业证书编号：S0860514080001
• 王芳：021-63325888*6068, wangfang1@orientsec.com.cn, 执业证书编号：S0860516100001

联系人

• 王若攀：021-63325888-5023, wangruoqing@orientsec.com.cn
• 马天翼：021-63325888*6115, matianyi@orientsec.com.cn