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AI算力芯片
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陈天朗
陈天朗·头豹分析师
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行业定义
AI芯片,作为一种专门为人工智能应用设计的高性能微处理器,其主要目的是满足深度学习、机器学习等复杂计算任务的需求。这类芯片能够在有限的时间内处理大量数据,并高效地执行大量并行计算。通过提供强大的计算能力,AI芯片为神经网络的训练和推理提供了基础支持。AI芯片在各种领域和行业发挥着关键作用,如图像识别、自然语言处理、语音识别、自动驾驶、机器人、物联网、智能家居、医疗、金融等。随着AI技术的不断发展和应用场景的扩大,对AI芯片的需求也在持续增长。当前市场上的AI芯片主要分为通用AI芯片(如GPU、FPGA)和专用AI芯片(如ASIC、NPU)。通用AI芯片具有广泛的适用性,可以用于各种不同的计算任务,而专用AI芯片则针对特定的AI应用场景进行优化,以提高计算效率和降低功耗。随着边缘计算需求的增长,AI芯片制造商开始将其关注点转向在设备端进行实时AI计算。在这种情况下,低功耗、高性能和低延迟成为边缘AI芯片的关键特性。这些芯片可以嵌入到各种智能设备中,如智能手机、摄像头、无人机等,使得设备能够在本地处理数据,减少对云端计算资源的依赖。AI芯片行业的竞争激烈,涉及许多国际知名企业和新兴创新企业。这些企业致力于开发具有高性能、低功耗、低成本的AI芯片,以满足市场需求。随着技术的进步,新的架构和设计将不断涌现,进一步推动行业的发展。
AI访谈
行业分类
AI芯片是一种全新的处理器,被设计用于处理人工智能任务。不同类型的AI芯片具有不同的特点和优势,例如1)ASIC是专用AI芯片,能够提供比通用处理器更高的效率和性能,2)GPU最初是专门用于游戏图形加速,但它们可以用于加速深度学习和神经网络的训练和推理,3)FPGA是可重新配置的硬件,可以专门定制用于特定的AI任务,4)CPU是通用处理器,虽然效率可能不如其他类型的AI芯片,但它们适用于一般的AI计算任务。5)NPU则是专门用于神经网络计算的处理器,能够提供更高的效率和能效。最近出现的边缘AI芯片则是一种专门用于设备本身上执行AI任务的处理器,不需要连接到云服务,具有低能耗和低成本等优点。总之,AI芯片是重要的工具,可以让人工智能技术应用到更多领域,提高效率和性能,并在未来继续有着重要的作用。
AI访谈
行业特征
AI芯片行业的发展前景非常广阔,主要原因是人工智能应用的迅速普及和用户需求的增加。在应用场景方面,随着人工智能和物联网技术的不断发展和融合,AI芯片在智能手机、智能音箱、智能家居、智能医疗、智能汽车、智能制造等行业的应用必然会越来越广泛。这将从多个角度促进AI芯片的发展,包括提高生产效率、降低成本、提高用户体验、加强安全性等。根据工信部的数据统计,中国人工智能产业链中应用层企业比例超过80%,这些企业依靠场景应用的落地,成为了人工智能产业的主要驱动力。计算机视觉(34%)、机器人(17%)、自然语言处理(7%)、机器学习(18%)、生物识别(2%)等领域是中国人工智能企业十大应用技术领域中居于前列的技术。企业服务、机器人和通用方案、安防、汽车等领域是当前中国人工智能应用的主要方向,未来随着应用场景的不断扩大,预计边缘/终端芯片的需求将会持续增长。随着中国在人工智能领域不断增大的投入和不断完善的产业链布局,中国的人工智能行业将有更多的机遇和发展空间。根据IT桔子投融资数据库显示,2021年中国人工智能芯片相关领域融资事件共计92起,融资总金额达到300亿人民币。同时,随着人工智能在各个行业的应用逐步深入,人工智能企业需要在技术创新、场景应用、产品规划、市场定位等方面持续创新和进步,以顺应行业发展的趋势和要求。另外,AI芯片的行业特征也体现在技术门槛高且代码重要,芯片的设计和制造需要高端科技和专业人才,这对新进入市场的企业提出了更高的要求。对于已经进入市场的企业,他们需要依靠技术创新不断提升自身竞争力,以应对不断变化的市场和技术发展,根据领英人才数据库,2021年全球人工智能领域专业技术人才数量达到190万,其中美国人工智能专业领域人才总数达到85万人,占比高达44.7%,高居榜首,而中国人工智能领域专业技术人才数量达到5万人,位居全球第七。值得一提的是,随着应用场景和需求不断扩大,AI芯片将从单一领域发展成为多领域的应用,这将需要企业在AI芯片技术、产品规划和市场定位上做出相应的调整和创新。对于AI芯片行业从业人员而言,他们需要掌握相关技术,不断学习和更新知识才能适应行业发展的速度和变化。总的来看,AI芯片行业的发展前景非常广阔,但需要企业和从业人员持续创新和进步。
AI访谈
发展历程

AI算力芯片行业

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AI访谈
产业链分析
AI访谈
行业规模
AI算力芯片行业规模
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政策梳理
AI算力芯片行业
相关政策 5篇
AI访谈
竞争格局
AI芯片作为AI产业链的核心,其重要性不言而喻。随着人工智能技术的不断发展和应用场景的不断扩展,对AI芯片的需求也越来越大。目前,市场上已经涌现出众多类型的AI芯片,包括GPU、TPU、NPU等。这些芯片在不同的计算任务中具有各自的优势和适用范围。在实际应用中,AI芯片的应用范围也在不断扩大。除了传统的图像识别、语音识别等领域外,AI芯片还被广泛应用于自动驾驶、医疗健康、智能家居等领域。特别是在自动驾驶领域,AI芯片的重要性更是凸显出来。当前,全球AI-CPU芯片市场主要由国际厂商垄断。根据Counterpoint的数据显示,2022年全球数据中心CPU市场收入中,Intel和AMD两家公司合计占据了92.45%的份额。而在AI-GPU芯片领域,Nvidia更是占据了超过80%的市场份额。这种局面主要是由于国际厂商在技术研发、生产制造、市场推广等方面具有较强的实力和优势。Intel和AMD在CPU领域拥有长期的技术积累和丰富的经验,能够提供高性能、高稳定性的产品;而Nvidia则在GPU领域拥有强大的技术实力,并通过其CUDA平台为开发者提供了高效的编程接口。然而,随着国内AI产业的快速发展和技术水平的提高,越来越多的中国企业开始涉足AI芯片领域。例如,华为、中芯国际、寒武纪等企业都在积极研发和推广AI芯片产品。这些企业在技术研发、产品设计、市场推广等方面都取得了一定的成绩,并逐渐在市场上崭露头角。未来,随着技术的不断进步和市场的不断扩大,国内AI芯片产业有望实现突破和发展。同时,加强国际合作和标准制定也是推动国内AI芯片产业发展的重要举措。相信在各方共同努力下,国内AI芯片产业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。
AI访谈数据图表
摘要
AI芯片是一种专为人工智能应用设计的芯片,它采用了高度优化的硬件和软件体系结构,能够以更快的速度进行大规模的数据处理和机器学习。相比通用微处理器,AI芯片具有更高的能效比,高速、低能耗和紧凑的特点。AI芯片通过模拟人类大脑的神经网络,实现智能化应用的关键功能,如计算机视觉、自然语言处理、语音识别、图像识别等。由于AI技术在各行各业中的应用越来越广泛,AI芯片已成为人工智能领域的核心技术之一,是推动智能化发展的重要驱动力。
AI算力芯片行业定义
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AI专家访谈专家访谈
Prompt
AI算力芯片行业最常用的定义是指专门为人工智能应用设计的芯片,可以高效地处理大量数据和复杂的计算任务。这些芯片通常采用深度学习和神经网络技术,具有高速、低功耗、高并发等特点,可应用于语音识别、图像识别、自然语言处理等领域。 在具体的技术分类上,AI算力芯片可以分为CPU、GPU、TPU、FPGA等类型。其中,CPU是通用的计算芯片,可用于各种计算任务,但不擅长处理大量的并发计算;GPU则是专门为图像处理和并行计算而设计的芯片,适用于深度学习等计算密集型任务;TPU则是Google推出的专门为TensorFlow深度学习框架优化的芯片,能够提供更高效的计算速度和功耗比;FPGA则是可编程的逻辑芯片,可根据不同的应用场景进行编程和优化,具有高度灵活性和可扩展性。 此外,AI算力芯片行业的定义还可从应用场景和市场需求等角度进行划分和定义。例如,针对物联网、无人驾驶、智能家居等应用场景,AI算力芯片需要具有低功耗、高可靠性等特点;而在医疗、金融、安全等领域,AI算力芯片则需要具有高度的安全性和保密性。 总之,AI算力芯片行业的定义和分类可以从多个角度进行划分和定义,但都以其高效、低功耗、高并发等特点为核心。
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AI芯片,作为一种专门为人工智能应用设计的高性能微处理器,其主要目的是满足深度学习、机器学习等复杂计算任务的需求。这类芯片能够在有限的时间内处理大量数据,并高效地执行大量并行计算。通过提供强大的计算能力,AI芯片为神经网络的训练和推理提供了基础支持。AI芯片在各种领域和行业发挥着关键作用,如图像识别、自然语言处理、语音识别、自动驾驶、机器人、物联网、智能家居、医疗、金融等。随着AI技术的不断发展和应用场景的扩大,对AI芯片的需求也在持续增长。当前市场上的AI芯片主要分为通用AI芯片(如GPU、FPGA)和专用AI芯片(如ASIC、NPU)。通用AI芯片具有广泛的适用性,可以用于各种不同的计算任务,而专用AI芯片则针对特定的AI应用场景进行优化,以提高计算效率和降低功耗。随着边缘计算需求的增长,AI芯片制造商开始将其关注点转向在设备端进行实时AI计算。在这种情况下,低功耗、高性能和低延迟成为边缘AI芯片的关键特性。这些芯片可以嵌入到各种智能设备中,如智能手机、摄像头、无人机等,使得设备能够在本地处理数据,减少对云端计算资源的依赖。AI芯片行业的竞争激烈,涉及许多国际知名企业和新兴创新企业。这些企业致力于开发具有高性能、低功耗、低成本的AI芯片,以满足市场需求。随着技术的进步,新的架构和设计将不断涌现,进一步推动行业的发展。
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1:https://ee.ofweek.com/2023-04/ART-8500-2816-30594232.html
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2:ofweek工程协会
AI算力芯片行业分类
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AI专家访谈专家访谈
Prompt
AI算力芯片行业可以按照不同的分类标准进行划分,其中最主流的分类标准包括芯片应用领域和芯片技术架构。按照芯片应用领域的分类标准,AI算力芯片行业可以分为云端AI芯片和边缘AI芯片两大类;按照芯片技术架构的分类标准,AI算力芯片行业可以分为GPU、ASIC、FPGA等多种类型。 云端AI芯片是指应用于云计算中的AI算力芯片,主要用于支持大规模的深度学习训练和推理,其典型代表是英伟达的Tesla V100、AMD的Radeon Instinct MI60等。云端AI芯片的特点是计算能力强,能够同时支持多个用户的需求,但是功耗较高,需要较大的散热系统。云端AI芯片的应用领域主要包括数据中心、云服务提供商、人工智能平台等。 边缘AI芯片是指应用于物联网、智能终端等场景中的AI算力芯片,主要用于支持实时的机器视觉、语音识别等应用,其典型代表是英伟达的Jetson Nano、思科的NCS2等。边缘AI芯片的特点是功耗低、体积小、计算能力较弱,但是能够实现低延迟的数据处理,具有较高的实时性和可靠性。边缘AI芯片的应用领域主要包括智能家居、智能安防、智能制造等。 GPU是图形处理器,由于其并行计算能力强,广泛应用于AI算力芯片领域。GPU的特点是能够支持大规模的并行计算,但是功耗较高,适用于云计算等大规模计算场景。ASIC是专用集成电路,能够针对特定的应用进行优化,具有较高的计算效率和低功耗特点,但是开发成本较高,适用于量产的应用场景。FPGA是现场可编程门阵列,能够实现动态的计算架构,具有强大的灵活性和可编程性,但是计算效率较低,适用于需要动态调整计算架构的应用场景。 总的来说,AI算力芯片行业的分类标准多种多样,根据不同的分类标准进行划分,能够更好地理解不同类型的AI算力芯片,以及它们在不同应用场景中的优劣势。未来,随着人工智能技术的不断发展和普及,AI算力芯片行业也将持续发展和壮大。
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AI芯片是一种全新的处理器,被设计用于处理人工智能任务。不同类型的AI芯片具有不同的特点和优势,例如1)ASIC是专用AI芯片,能够提供比通用处理器更高的效率和性能,2)GPU最初是专门用于游戏图形加速,但它们可以用于加速深度学习和神经网络的训练和推理,3)FPGA是可重新配置的硬件,可以专门定制用于特定的AI任务,4)CPU是通用处理器,虽然效率可能不如其他类型的AI芯片,但它们适用于一般的AI计算任务。5)NPU则是专门用于神经网络计算的处理器,能够提供更高的效率和能效。最近出现的边缘AI芯片则是一种专门用于设备本身上执行AI任务的处理器,不需要连接到云服务,具有低能耗和低成本等优点。总之,AI芯片是重要的工具,可以让人工智能技术应用到更多领域,提高效率和性能,并在未来继续有着重要的作用。
按照芯片架构进行分类
AI算力芯片分类
ASIC(应用特定集成电路)
ASIC芯片是一种专门为特定应用程序而设计的定制化芯片。相对于通用处理器,ASIC芯片可以提供更高的性能和更低的功耗。ASIC芯片可以用于各种不同的应用程序,例如机器学习、人工智能、加密货币挖掘等。ASIC芯片的设计相对较复杂,需要一系列的工艺和流程,并且需要大量的研发投入。但一旦设计完成,ASIC芯片可以显著提高特定应用程序的性能,使其更快、更高效。ASIC芯片的主要优势在于其特定性质,能够对特定应用程序进行高度优化,从而实现较高的性能和较低的功耗。另一方面,由于ASIC芯片无法轻易地重新编程或改变其功能,也让其相对较难以适应不同应用的需求,成本也相对较高。尽管有这些限制,但ASIC芯片仍然是许多现代电子设备的核心,可以帮助实现更高效、更快速的计算和处理。
GPU(图形处理器)
GPU芯片(Graphics Processing Unit,图形处理器)最初是为了加速游戏图形而设计的,但随着科技的发展,GPU已经被广泛应用于许多领域,特别是在人工智能和机器学习方面。GPU芯片具有大量的核心,可以同时进行许多简单的操作,使其特别适用于执行并行的计算任务。与CPU相比,GPU芯片可以提供更高的计算能力和效率,同时保持较低的功耗。除了在游戏图形和人工智能方面使用,GPU芯片也可以用于加速深度学习和神经网络的训练和推理,这是由于GPU芯片的并行性质可以显著提高训练和推理的速度。此外,GPU芯片还可以在科学计算、视觉识别、虚拟现实等领域中得到广泛应用,是一种非常强大的工具。需要注意的是,由于其特殊的设计,GPU芯片与CPU芯片存在差异。GPU芯片并非针对所有种类的计算任务都适用。如果一个应用程序不能并行处理,那么使用GPU芯片将无法提高其性能。
FPGA(可编程的逻辑芯片)
FPGA芯片(Field Programmable Gate Array)是一种可编程的逻辑芯片,能够允许设计人员按照自己的需要重新配置芯片中的电路元素。这种芯片有着灵活的结构,允许用户通过编程来改变其功能和性能。与ASIC的最大不同在于,FPGA芯片的功能是在芯片中编程进行的,并非每一次重新定制。由于其可编程的特性,FPGA芯片可以在硬件设计周期较短的情况下实现功能丰富、可定制化的电路,使其更适合于应对设计迭代和快速更新。FPGA芯片通常用于嵌入式系统、高性能计算、数字信号处理等领域,也被广泛应用于视频编解码、机器学习、人工智能、传感器处理和射频通信等复杂和高速处理领域。FPGA芯片的主要优势在于其灵活性和可编程性,但同时也存在性能和成本上的限制,以及编程难度相对较高的问题。对许多应用程序来说,FPGA芯片的运行效率和性能与ASIC芯片相比还有一定差距。
NPU(神经处理器)
NPU芯片 (Neural Processing Unit)是一种特殊的处理器,专门为神经网络应用程序而设计。NPU芯片实现了一种称为“指令级并行处理”的方法,使得在进行人工智能和机器学习操作时,这种芯片可以处理数百万的乘加运算。与GPU芯片相比,NPU芯片可以提供更高的性能和效率,特别是在移动设备和物联网设备等资源受限的环境中。NPU芯片可以加速神经网络的训练和推理,并在许多领域中得到广泛应用,例如图像识别、语音识别、自动驾驶、机器人、智能音箱等。NPU芯片通常被嵌入于处理器或系统芯片中,以实现高速和高效的神经网络计算。需要注意的是,由于NPU芯片是专门为神经网络应用程序而设计的,因此它不适用于所有类型的计算任务。此外,NPU芯片的设计通常相对较复杂,需要大量的研究和开发,因此成本也较高。
边缘AI芯片
边缘AI芯片是一种专门用于支持边缘计算和人工智能应用的芯片,也被称为AIoT(AI of Things)芯片。边缘AI芯片在功能和处理能力方面与GPU、NPU等芯片相似,但是其设计目的是通过将人工智能算法移至网络边缘,实现低时延、高可靠性和更高的隐私保护。边缘AI芯片通常内置多种传感器、计算、网络等元素,可以集成复杂的AI算法和模型,并支持特定的边缘计算任务,从而实现将人工智能应用移至物联网前端(例如智能门锁、智能机器人等)或本地设备(如智能手机、智能汽车等)处理。与传统的人工智能应用程序相比,边缘AI芯片的优点在于其能够减少网络流量和传输延迟,提高数据处理效率和隐私保护,同时为物联网领域中越来越多的智能化设备提供更好的支持。需要注意的是,由于边缘AI芯片的应用领域比较特定,因此其适应性和可扩展性相对较低。
[2]
1:https://www.ofweek.com/ai/2018-09/ART-201714-8230-30265161.html
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4:Ofweek电子工程网
AI算力芯片行业特征
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AI专家访谈专家访谈
Prompt
中国AI算力芯片行业特征分析 中国的AI算力芯片行业发展已经取得了显著的进展,成为全球AI芯片领域的新兴力量。从商业模式、竞争环境、用户画像、利润成本、行业周期、供给需求、准入门槛、发展前景等多个维度来分析,重要的维度有商业模式、竞争环境和准入门槛。 商业模式 AI算力芯片的商业模式主要包括两种:一种是芯片设计和研发,另一种是芯片制造和销售。在设计和研发方面,国内企业主要采用自主研发和合作研发的方式,以提高技术水平和降低成本。在芯片制造和销售方面,国内企业主要采用代工和自主生产的方式,以满足市场需求并保护自身技术秘密。此外,部分企业还将AI算力芯片与云计算、物联网等技术相结合,推出云端AI算力服务,拓展商业模式。 竞争环境 中国AI算力芯片行业的竞争环境非常激烈,主要的竞争对手包括海思、寒武纪、天元等本土企业和英伟达、英特尔等国际巨头。在技术方面,国内企业尤其是海思和寒武纪在AI芯片领域已经取得了一定的技术优势,但英伟达和英特尔等国际巨头在芯片制造和销售方面具有明显的优势。此外,国内企业还面临着知识产权保护、市场开拓、人才引进等方面的挑战。 准入门槛 AI算力芯片行业的准入门槛较高,主要表现在技术研发、生产制造、市场开拓等方面。在技术研发方面,需要具备较强的芯片设计和算法优化能力,需要投入大量的研发资金和人力资源。在生产制造方面,需要具备先进的制造技术和设备,需要投入大量的生产资金和人力资源。在市场开拓方面,需要具备广泛的客户资源和渠道资源,需要投入大量的市场资金和人力资源。因此,准入门槛较高,只有具备一定技术和资金实力的企业才能进入该行业。 结论 综上所述,中国AI算力芯片行业的商业模式主要包括芯片设计和研发以及芯片制造和销售;竞争环境较为激烈,主要的竞争对手包括本土企业和国际巨头;准入门槛较高,需要具备较强的技术和资金实力。未来,中国AI算力芯片行业的发展前景广阔,可以通过技术创新、市场拓展等多种方式提高自身竞争力。数据来源主要来自公开的报告和官方网站。
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AI芯片行业的发展前景非常广阔,主要原因是人工智能应用的迅速普及和用户需求的增加。在应用场景方面,随着人工智能和物联网技术的不断发展和融合,AI芯片在智能手机、智能音箱、智能家居、智能医疗、智能汽车、智能制造等行业的应用必然会越来越广泛。这将从多个角度促进AI芯片的发展,包括提高生产效率、降低成本、提高用户体验、加强安全性等。根据工信部的数据统计,中国人工智能产业链中应用层企业比例超过80%,这些企业依靠场景应用的落地,成为了人工智能产业的主要驱动力。计算机视觉(34%)、机器人(17%)、自然语言处理(7%)、机器学习(18%)、生物识别(2%)等领域是中国人工智能企业十大应用技术领域中居于前列的技术。企业服务、机器人和通用方案、安防、汽车等领域是当前中国人工智能应用的主要方向,未来随着应用场景的不断扩大,预计边缘/终端芯片的需求将会持续增长。随着中国在人工智能领域不断增大的投入和不断完善的产业链布局,中国的人工智能行业将有更多的机遇和发展空间。根据IT桔子投融资数据库显示,2021年中国人工智能芯片相关领域融资事件共计92起,融资总金额达到300亿人民币。同时,随着人工智能在各个行业的应用逐步深入,人工智能企业需要在技术创新、场景应用、产品规划、市场定位等方面持续创新和进步,以顺应行业发展的趋势和要求。另外,AI芯片的行业特征也体现在技术门槛高且代码重要,芯片的设计和制造需要高端科技和专业人才,这对新进入市场的企业提出了更高的要求。对于已经进入市场的企业,他们需要依靠技术创新不断提升自身竞争力,以应对不断变化的市场和技术发展,根据领英人才数据库,2021年全球人工智能领域专业技术人才数量达到190万,其中美国人工智能专业领域人才总数达到85万人,占比高达44.7%,高居榜首,而中国人工智能领域专业技术人才数量达到5万人,位居全球第七。值得一提的是,随着应用场景和需求不断扩大,AI芯片将从单一领域发展成为多领域的应用,这将需要企业在AI芯片技术、产品规划和市场定位上做出相应的调整和创新。对于AI芯片行业从业人员而言,他们需要掌握相关技术,不断学习和更新知识才能适应行业发展的速度和变化。总的来看,AI芯片行业的发展前景非常广阔,但需要企业和从业人员持续创新和进步。
1
AI芯片商业模式呈现多样化,主要分为IP授权与流片两种模式
AI芯片的商业模式可以分为芯片制造和应用开发两个方面。在芯片制造方面,企业通过研发和生产AI芯片,为其他企业和终端用户提供芯片产品。在应用开发方面,企业通过基于AI芯片的应用开发,为客户提供智能化或自动化的解决方案。
人工智能芯片行业主要存在两种商业模式:IP授权和流片模式。在IP授权模式中,IP设计公司将自主设计的芯片功能单元(如CPU、GPU、DSP、NPU等)授权给其他IC设计公司使用。对于企业而言,在使用IP授权模式进行芯片设计时,需要向授权方支付一定的授权费用以购买IP设计的使用权,同时在最终芯片产品销售中,需要支付给授权方芯片最终售价的1%~3%的版税。授权费用的支付可以覆盖IP开发的成本,而版税则是IP设计公司的主要盈利来源。以生命周期5000万颗的计算,如果按照每颗40元的价格来计算各种IP授权购买费,大概需要支付20亿人民币。而对于单项ARM CPU授权,则每次需要支付约1亿美元的费用。除了IP授权,在自研部件方面,除了比较复杂的APU外,其余自研部件还包括多模通讯基带(2G/3G/4G/5G等)、相机ISP(图像信号处理器)、各种控制开关、微核等。这一部分的成本很难估算,并且需要长期的研发成果来支撑。暂时估算这部分成本为10亿人民币。因此,在人工智能芯片的设计过程中,企业需要考虑到设计成本、IP授权费用、研发成本等多个方面的成本,并寻求商业模式的平衡点,以实现盈利和可持续发展。但由于优质IP资源经常集中在科技巨头手中,缺乏自主设计、竞争力较弱的公司往往无法提供具有综合竞争力的解决方案,容易失败退出市场或被收购。流片模式虽然需要较大的前期投入,但是一款成功的芯片产品能够带来丰厚的利润。通常,芯片产品的定价采用8:20原则,即芯片硬件成本与最终产品售价比例为8:20。这个比例会因公司对市场话语权的不同而上下波动。一款成功的芯片销售毛利应在60%以上,但公司是否能够实现真正的盈利,还需要扣除前期研发费用和其他运营费用。因此,芯片流片模式需要寻找市场需求和技术发展的平衡点,以实现商业模式的可持续性发展。自从芯片代工行业迈入10nm工艺后,芯片的生产成本不断攀升,10nm芯片的开发成本已超过1.7亿美元,7nm芯片接近3亿美元,5nm芯片超过5亿美元。如果要制造基于3nm开发出NVIDIA GPU那样复杂的芯片,设计成本将高达15亿美元。芯片的成本由多个方面组成,包括流片费用、IP授权购买费、自研部件费用、高通专利费和研发工程师工资奖金等。其中,流片费用是指为芯片进行试生产的成本,试生产几片甚至几十片供测试用,在测试通过后才开始大规模生产。以7nm FinFET工艺为例,流片费用约为3000万美元(参考麒麟990流片费用,同时兼顾考虑联发科与台积电同属中国台湾地区,可能有优惠),相当于约合2.1亿人民币。例如,华为麒麟990处理器正在使用台积电7nm Plus EUV技术制造,而流片费用就高达3000万美金。芯片代工行业对于企业而言面临着越来越大的成本压力,因此企业需要更多关注技术提升和创新,寻找平衡点,以实现商业模式的可持续发展。在芯片的生命周期中,需要高效协同进行研发、生产、推广和销售等各个环节,从而缩短产品从概念到实际推广上市的时间,获取更快的市场反馈和更好的市场机会。最后,需要将技术和商业模式相结合,不断寻找商业模式和技术的平衡点,以实现可持续的发展。
2
人工智能芯片的应用范围和深度正在不断扩大和深化
在智能家居领域,人工智能芯片可以实现更加准确、快捷和智能化的语音识别、控制和交互,为用户带来无以伦比的使用体验。在自动驾驶领域,人工智能芯片的活跃应用使得车辆具备更为智能的决策能力和感知能力,提高了行驶安全性和效率。在机器人领域,人工智能芯片赋予了机器人更高的视觉识别和运动控制能力,可实现更为复杂的任务和协作。在医疗领域,人工智能芯片可以用于医学影像分析、疾病诊断及治疗等方面,为提高医疗水平和效率发挥着关键作用。在金融和安防领域,人工智能芯片可以应用于金融风控、反欺诈、安防监控等领域,实现智能化安全监测和风险控制等功能。总之,人工智能芯片在不同领域的应用运用,为人们带来了更加智能、便捷和高效的生活方式。
AI芯片可以根据细分市场结构分类为云端芯片和终端芯片。云端芯片又可分为云端训练和云端推理芯片,主要应用于海量数据的深度神经网络模型的训练和推理,部署在公有云、私有云、混合云或数据中心、超算等计算基础设施领域。终端芯片则主要承担推理任务,需要独立完成数据收集、环境感知、人机交互及部分推理决策控制任务。目前,云端训练芯片仍然处于市场主导地位,但增长速度最慢,而云端推理芯片和终端推理芯片市场在未来几年都将保持快速增长。中国是全球最大的AI芯片应用市场之一,不同行业的应用发展不平衡。云计算和安防行业是中国AI芯片应用的主要行业,占比最高;而交通、金融和工业等其他行业占比相对较低,但增速非常高,未来应用占比将会显著提升。未来数据中心需求依然巨大,云计算依旧是中国最大的AI芯片应用行业;而安防行业也将为AI芯片提供较大的增量。同时,零售、医疗等行业将持续提高对AI芯片的应用程度并具备较高增速。根据中国新一代人工智能发展战略研究院所公布的数据,2020年人工智能企业核心技术的分布中,大数据和云计算占比最高,达到了41.13%;其次是硬件、机器学习和推荐、服务机器人,占比分别为7.64%、6.81%和5.64%。物联网、工业机器人、语音识别和自然语言处理的占比分别为5.55%、5.47%和4.76%。2020年,382家基础层和技术层企业的核心技术分布中,大数据和云计算仍然是最重要的核心技术,其占比为28.27%。其次是人脸、步态和表情识别技术,占比达到13.61%。智能芯片、语音识别和自然语言处理技术的占比分别为8.90%和8.64%。这表明目前大数据和云计算是我国人工智能发展的重点核心技术。人工智能已成为各国发展的重点,为了推动中国人工智能的“高效、高质量发展,建立标准化制度尤为重要。国家新一代人工智能标准体系建设指南出台,明确了人工智能标准化的顶层设计,研究了标准体系建设和标准研制的总体规则。人工智能标准体系框架主要由基础共性、支撑技术与产品、基础软硬件平台、关键通用技术、关键领域技术、产品与服务、行业应用和安全/伦理八个部分组成。在IT、电信和汽车等许多行业中,基于云的AI芯片组将被广泛使用,从而推动对AI芯片组的需求不断增长。英特尔公司、阿里巴巴集团控股有限公司以及英伟达公司也提供基于云的AI芯片组。市场竞争对手不断提供创新的基于云的解决方案,以管理大量的文件存储和公司数据。根据PwC的数据,2020年欧洲制造、汽车和电子等企业在工业4.0技术上的投资总额预计为1820.4亿美元。随着这些行业的不断发展和应用,AI芯片组市场的前景将变得更加广阔和有望。
3
AI芯片将进一步提高智能,向着更接近人脑的高度智能方向不断发展
AI芯片已经成为推动人工智能发展的重要支撑。随着人工智能在各个领域的应用越来越广泛,对AI芯片的性能和效率也提出了更高的要求。为此,未来的AI芯片将倾向于终端芯片领域,以支持更加智能化和自主化的设备操作和决策,如智能家居、无人驾驶、机器人等。在医疗、金融、军工等领域,AI芯片也将发挥更加重要的作用,增强数据处理和安全性能。同时,AI芯片的安全性也将成为未来研发的重点之一。保护用户的隐私和数据安全将成为AI芯片发展的重要一环。AI芯片的软件编程的成熟度、芯片的安全性以及神经网络的稳定性等问题也亟需解决。因此,在现有基础上进行改进和完善此类AI芯片仍是当前的主要研究方向。业界正在积极探索使用新型材料和新技术,如异构计算、量子计算和脑类计算等,来提高AI芯片的性能和效率。综上所述,未来AI芯片的发展前景非常光明,将有望实现更接近人脑的高度智能,同时边缘计算的普及将为智能设备提供更为优化的数据处理和决策能力。AI芯片的研发和应用将持续走向全面化、创新型和安全性高的方向,成为数字经济发展的重要支撑。
人工智能芯片是推动人工智能发展的关键之一。虽然相对于其他计算机芯片,人工智能芯片起步较晚,但由于人工智能技术产业的快速发展,目前人工智能芯片已经处于技术与市场成熟前期。在技术与产品方面,人工智能芯片已经从通用向定制、专用方向演化,并在云端、自动驾驶、智慧安防、移动互联网等场景中取得了较好的应用效果。在产业方面,一批企业如英伟达、华为海思、寒武纪、比特大陆等通过前期积累,已经逐渐将产品投入市场,并获得了较好的反馈。各企业围绕自身优势迅速推出人工智能芯片产品,争夺市场份额。目前人工智能芯片产品主要涵盖云端训练、云端推理、终端推理三个领域。在云端训练领域,模型训练需实现高性能、高精度、通用化的计算能力,英伟达凭借其GPU产业生态在云端训练市场占据绝对优势,而谷歌、英特尔等竞争对手则通过研发ASIC芯片来挑战英伟达垄断地位。在云计算领域,GPU目前仍占据市场的主要地位,但其市场份额将逐渐下降。GPU因其通用性好、性能强、编程环境优良、生态成熟等因素在云端训练市场上占据主流,但GPU存在投资研发成本较高、生态构建较难等问题。因此,谷歌、微软、华为、百度等国内外科技公司开始尝试布局云端专用芯片以提高效率并抢占市场。谷歌推出的ASIC架构芯片TPU3.0,算力达到90TELOPS,功耗仅为200W,成为市场上的热门产品。未来,像谷歌TPU3.0这类能有效降低能耗、节约部署成本、提高开发易用性,同时具备高性能和通用性强的可编程ASIC芯片及其配套开发平台将成为云端AI芯片的发展趋势。在自动驾驶领域,主控芯片算力需求持续增长,带动车载AI芯片市场进一步扩大。近年来,车企纷纷将目光瞄向更高等级的自动驾驶技术,高级别自动驾驶渗透率逐步提升,自动驾驶市场持续扩大。自动驾驶对车载芯片算力需求呈指数级增长,传统MCU已经难以胜任,高性能专用车载人工智能芯片迎来机会。英伟达、英特尔等公司近年推出高算力(100TOPS以上)主控芯片,华为MDC600、黑芝麻科技华山2号等芯片算力均达到100TOPS以上,均能满足L3级别以上自动驾驶需求。随着汽车进入L3级以上高级别自动驾驶时代,处理过程将依赖于CPU、GPU、FPGA等的协调合作,行业主流核心处理芯片将多采用SoC设计,集成GPU、AI加速器等人工智能计算处理单元。未来,车载人工智能芯片的广泛应用将推动自动驾驶领域的发展。
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1:信通院《人工智能白皮书》 领英《全球人工智能人才报告》
信通院《人工智能白皮书》 领英《全球人工智能人才报告》
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1:信通院《人工智能白皮书》 领英《全球人工智能人才报告》
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陈天朗·头豹分析师
2024-02-19
修改“政策梳理”
陈天朗·头豹分析师
2023-05-10
发布“AI算力芯片”词条报告
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