研判2024！中國(guó)人工智能芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜、市場(chǎng)規(guī)模及前景分析：國(guó)內(nèi)智能算力建設(shè)加速推進(jìn)，國(guó)產(chǎn)AI芯片產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展[圖]

內(nèi)容概要：自2020年OpenAI發(fā)布生成式人工智能模型GPT-3以來(lái)，人工智能熱潮再度席卷全球，我國(guó)以加速計(jì)算為核心的算力中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，疊加科技興國(guó)政策以及基建、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等利好政策驅(qū)動(dòng)，國(guó)內(nèi)智能算力建設(shè)工程建設(shè)加速推進(jìn)，市場(chǎng)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求日益增長(zhǎng)，持續(xù)拉動(dòng)國(guó)內(nèi)人工智能芯片市場(chǎng)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，我國(guó)工智能芯片領(lǐng)域投融資事件數(shù)量為77件，行業(yè)投融資金額達(dá)147.35億元；全國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模已增至1206億元，與2018年相比，年復(fù)合增長(zhǎng)了79.9%。

關(guān)鍵詞：智能算力；人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模；AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈；人工智能芯片投融資

一、行業(yè)概況

人工智能芯片即AI芯片，也被稱(chēng)為AI加速器或計(jì)算卡，即專(zhuān)門(mén)用于處理人工智能應(yīng)用中的大量計(jì)算任務(wù)的模塊（其他非計(jì)算任務(wù)仍由CPU負(fù)責(zé)）。根據(jù)其設(shè)計(jì)和應(yīng)用特性，市面上主流的人工智能芯片分為GPU、FPGA以及ASIC（包括NPU、ASSP）三類(lèi)。其中，GPU作為通用型人工智能芯片，其技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟；而FPGA和ASIC（包括NPU、ASSP）則是根據(jù)人工智能的特定需求進(jìn)行半定制或全定制設(shè)計(jì)的芯片。

就通用性和靈活性而言，GPU無(wú)疑是最出色的，能夠適應(yīng)多種不同的計(jì)算任務(wù)；FPGA的通用性和靈活性稍遜于GPU，但也能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的變化。相比之下，ASIC（包括NPU、ASSP）的通用性和靈活性較低，因?yàn)樗鼈兪菫樘囟ㄈ蝿?wù)或應(yīng)用場(chǎng)景定制的。不過(guò)ASIC在生產(chǎn)成本和功耗方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，這使得它們?cè)谛枰罅坎渴鹎胰蝿?wù)相對(duì)固定的場(chǎng)景中非常受歡迎?？傊?，隨著人工智能的快速發(fā)展，人工智能芯片應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模加速發(fā)展。

2007年以前，人工智能研究和應(yīng)用經(jīng)歷了數(shù)次起伏，一直沒(méi)有發(fā)展成為成熟的產(chǎn)業(yè)；同時(shí)受限于當(dāng)時(shí)算法、數(shù)據(jù)等因素，這一階段人工智能對(duì)于芯片并沒(méi)有特別強(qiáng)烈的需求，通用的CPU芯片即可提供足夠的計(jì)算能力。隨后在2008年由于高清視頻、游戲等行業(yè)的發(fā)展，GPU產(chǎn)品取得快速的突破，GPU的并行計(jì)算特性恰好適應(yīng)人工智能算法大數(shù)據(jù)并行計(jì)算的要求（與CPU相比GPU在深度學(xué)習(xí)算法的運(yùn)算效率上可以提高9倍到72倍），GPU進(jìn)行人工智能的計(jì)算開(kāi)始逐步嘗試使用。進(jìn)入2010年后隨著云計(jì)算的推廣，通過(guò)云計(jì)算借助大量CPU和GPU進(jìn)行混合運(yùn)算。隨著人工智能業(yè)界對(duì)于計(jì)算能力的要求不斷提升，在2015年后業(yè)界開(kāi)始研發(fā)針對(duì)人工智能的專(zhuān)用芯片，通過(guò)更好的硬件和芯片架構(gòu)，在計(jì)算效率上進(jìn)一步帶來(lái)10倍的提升。

人工智能芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游是為人工智能芯片制造提供所需的設(shè)備、算法和原材料的供應(yīng)商，如EDA、硅片、光刻膠、電子特氣、光刻機(jī)、單晶爐、蝕刻機(jī)、離子注入機(jī)等。產(chǎn)業(yè)鏈中游指人工智能芯片制造，是AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，主要包括芯片設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試等步驟。在這一環(huán)節(jié)中，需要考慮到芯片的性能、功耗、成本等多個(gè)因素，以滿(mǎn)足下游應(yīng)用場(chǎng)景的需求。產(chǎn)業(yè)鏈下游是人工智能芯片產(chǎn)業(yè)鏈的最終環(huán)節(jié)，主要包括智能家居、智能駕駛、機(jī)器人、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。隨著下游市場(chǎng)對(duì)人工智能芯片的應(yīng)用需求增長(zhǎng)，持續(xù)推動(dòng)著人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《中國(guó)人工智能芯片行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報(bào)告》

二、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)務(wù)院、國(guó)家發(fā)改委、工信部等多部門(mén)都陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范人工智能芯片行業(yè)的發(fā)展政策，涉及人工智能芯片發(fā)展技術(shù)路線、芯片行業(yè)建設(shè)規(guī)范、芯片行業(yè)安全運(yùn)行規(guī)范等方面內(nèi)容。在中央政策指導(dǎo)下，各地政府也相繼發(fā)布支持人工智能芯片發(fā)展政策及規(guī)劃，國(guó)內(nèi)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策體系日益完善，為我國(guó)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供給強(qiáng)有力支持，持續(xù)助力國(guó)產(chǎn)智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，2023年10月，深圳市南山區(qū)人民政府辦公室發(fā)布的《南山區(qū)加快人工智能全域全時(shí)創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案》提出，針對(duì)場(chǎng)景創(chuàng)新中南山算法企業(yè)不足、算力資源有限、高端人才緊缺的問(wèn)題，積極引入具有通用大模型能力和專(zhuān)用AI芯片技術(shù)的企業(yè)；2024年6月，廣東省人民政府辦公廳發(fā)布的《廣東省關(guān)于人工智能賦能千行百業(yè)的若干措施》提出，培育芯片創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)，探索存算一體、類(lèi)腦計(jì)算、芯粒、指令集等芯片研發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)面向云端和終端的芯片應(yīng)用，推廣高性能云端智能服務(wù)器。

算力是實(shí)現(xiàn)人工智能產(chǎn)業(yè)化的核心力量。與一般數(shù)據(jù)模型運(yùn)算處理需求不同的是，人工智能訓(xùn)練模型參數(shù)量達(dá)、迭代速度快，且模型算法要求的芯片算力準(zhǔn)確度高。以GPT-1模型為例，自該模型2018年首次發(fā)布以來(lái)，其模型已由最初的12層、約1.2億個(gè)參數(shù)，增長(zhǎng)至2023年的120層、約1.8萬(wàn)億級(jí)參數(shù)。這意味著，隨著人工智能向多場(chǎng) 景化、規(guī)?；?、融合化等高應(yīng)用階段發(fā)展，AI模型需要的智能算力規(guī)模是呈指數(shù)型增長(zhǎng)的。數(shù)據(jù)顯示，目前，由人工智能生成的數(shù)據(jù)占全球數(shù)據(jù)總規(guī)模比例還不到百分之一。但全球智能算力缺口問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始持續(xù)凸顯。未來(lái)，隨著人工智能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，人工智能應(yīng)用日益擴(kuò)張，全球人工智能生成數(shù)據(jù)規(guī)模將不斷擴(kuò)大。據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，至2025年，全球人工智能生成數(shù)據(jù)規(guī)模占比或?qū)⑦_(dá)到10%。在此驅(qū)動(dòng)下，全球智能“算力荒”問(wèn)題日益加深，算力饑餓將成為限制AI技術(shù)創(chuàng)新的主要問(wèn)題，同時(shí)，也將為人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更多可能。

近幾年來(lái)，在生成式人工智能潮流，以及國(guó)家數(shù)字化建設(shè)戰(zhàn)略目標(biāo)推動(dòng)下，我國(guó)人工智能技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛，全國(guó)智能算力應(yīng)用需求規(guī)模爆發(fā)式增長(zhǎng)、擴(kuò)張。為保障市場(chǎng)應(yīng)用需求、推動(dòng)國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，國(guó)內(nèi)智能算力建設(shè)加速推進(jìn)。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國(guó)智能算力規(guī)模達(dá)到414.1EFLOPS，同比增長(zhǎng)59.33%；全國(guó)智能算力占算力總規(guī)模比重超過(guò)30%。

自2020年OpenAI發(fā)布生成式人工智能模型GPT-3以來(lái)，人工智能熱潮再度席卷全球，我國(guó)以加速計(jì)算為核心的算力中心規(guī)模不斷擴(kuò)大，疊加科技興國(guó)政策以及基建、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等利好政策驅(qū)動(dòng)，國(guó)內(nèi)智能算力建設(shè)工程建設(shè)加速推進(jìn)，市場(chǎng)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求日益增長(zhǎng)，持續(xù)拉動(dòng)國(guó)內(nèi)人工智能芯片市場(chǎng)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，我國(guó)工智能芯片領(lǐng)域投融資事件數(shù)量為77件，行業(yè)投融資金額達(dá)147.35億元；全國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模已增至1206億元，與2018年相比，年復(fù)合增長(zhǎng)了79.9%。

三、發(fā)展趨勢(shì)

1、FPGA芯片應(yīng)用將日益廣泛

FPGA 是短期內(nèi)AI 芯片市場(chǎng)上的重要增長(zhǎng)點(diǎn)，F(xiàn)PGA 的最大優(yōu)勢(shì)在于可編程帶來(lái)的配置靈活性，在當(dāng)前技術(shù)與運(yùn)用都在快速更迭的時(shí)期，F(xiàn)PGA 具有明顯的實(shí)用性。企業(yè)通過(guò)FPGA 可以有效降低研發(fā)調(diào)試成本，提高市場(chǎng)響應(yīng)能力，推出差異化產(chǎn)品。在專(zhuān)業(yè)芯片發(fā)展得足夠完善之前，F(xiàn)PGA 是最好的過(guò)渡產(chǎn)品，正因?yàn)槿绱?，科技巨頭紛紛布局云計(jì)算+FPGA 的平臺(tái)。隨著FPGA 的開(kāi)發(fā)者生態(tài)逐漸豐富，適用的編程語(yǔ)言增加，F(xiàn)PGA 運(yùn)用會(huì)更加廣泛。因此短期內(nèi)，F(xiàn)PGA 作為兼顧效率和靈活性的硬件選擇仍將是熱點(diǎn)所在。

2、神經(jīng)擬態(tài)芯片技術(shù)和可重構(gòu)計(jì)算芯片成為廠商研制重點(diǎn)

從芯片發(fā)展的大趨勢(shì)來(lái)看，目前人工智能芯片產(chǎn)業(yè)尚處于初級(jí)發(fā)展階段，無(wú)論是科研還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用都有巨大的創(chuàng)新空間。從確定算法、領(lǐng)域的人工智能加速芯片向具備更高靈活性、適應(yīng)性的智能芯片發(fā)展是科研發(fā)展的必然方向。神經(jīng)擬態(tài)芯片技術(shù)和可重構(gòu)計(jì)算芯片技術(shù)允許硬件架構(gòu)和功能隨軟件變化而變化，實(shí)現(xiàn)以高能效比支持多種智能任務(wù)，在實(shí)現(xiàn)AI功能時(shí)具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，具備廣闊的前景，未來(lái)或?qū)⒊蔀槿斯ぶ悄苄酒髽I(yè)技術(shù)研發(fā)重要方向，持續(xù)推動(dòng)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)人工智能芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望增至2600億元。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(xún)（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國(guó)人工智能芯片行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報(bào)告》。智研咨詢(xún)是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢(xún)】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。