2020年全球及中國云端芯片市場規(guī)模分析預(yù)測[圖]

    當(dāng)前AI芯片設(shè)計方案眾多，廣義上所有面向人工智能應(yīng)用的芯片都可被稱為AI芯片。AI運算以”深度學(xué)習(xí)”為代表的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，系統(tǒng)需能高效處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(文本、視頻、圖像、語音等)，所以硬件需有高效運算能力。執(zhí)行人工智能任務(wù)的AI芯片主要可分成四種架構(gòu)，若依人工智能系統(tǒng)開發(fā)的角度說，可再區(qū)分成兩種類別，第一類為CPU和GPU，稱作軟件配合硬件;第二類為FPGA和ASIC，稱作硬件配合軟件。

    根據(jù)應(yīng)用場景可分為服務(wù)器端(云端)芯片和終端(邊緣端)芯片。在深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練階段，由于數(shù)據(jù)量及運算量極度龐大，單一處理器無法獨立完成一個模型的訓(xùn)練過程，所以負(fù)責(zé)AI算法的芯片采用的是高性能計算技術(shù)，一面要支持盡可能多的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以保證算法的正確率和泛化能力，另一方面也必須支持浮點數(shù)運算，同時為了能提升性能還必須支持陣列式結(jié)構(gòu)，執(zhí)行加速運算。在推斷階段，由于訓(xùn)練出來的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型仍非常復(fù)雜，推斷過程仍屬計算密集型和存儲密集型，可選擇部署在服務(wù)器端。

    人工智能與區(qū)塊鏈的發(fā)展帶來特殊應(yīng)用芯片高速成長，人工智能芯片的發(fā)展路徑經(jīng)歷了從通用走向?qū)Ｓ茫茄凶稍儼l(fā)布的《2020-2026年中國人工智能芯片行業(yè)市場前景規(guī)劃及銷售渠道分析報告》顯示：2016年全球人工智能芯片市場市場規(guī)模達(dá)到24億美元，預(yù)計到2020年將達(dá)到146億美元，增長迅猛，發(fā)展空間巨大。

    全球2016-2020年人工智能芯片市場規(guī)模及預(yù)測(億美元)

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    細(xì)分領(lǐng)域的市場預(yù)測上，可從中金公司研究數(shù)據(jù)作觀察，2017年整體AI芯片市場規(guī)模達(dá)到62.7億美元，其中云端訓(xùn)練AI芯片20.2億美元，云端推理芯片3.4億美元，邊緣計算AI芯片39.1億美元;到2022年，整體AI芯片市場規(guī)模將會達(dá)到596.2億美元，CAGR57%，其中云端訓(xùn)練AI芯片172.1億美元，CAGR53.5%，云端推斷芯片71.9億美元，CAGR 84.1%，邊緣計算AI芯片352.2億美元，CAGR55.2%。

    2017-2022年AI芯片細(xì)分市場預(yù)測(億美元)

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    芯片是人工智能領(lǐng)域不可或缺的成分國務(wù)院在2015年7月提出以”互聯(lián)網(wǎng)+”為核心的產(chǎn)業(yè)橫向連接升級指導(dǎo)意見，接著在2016年4月發(fā)布《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，人工智能逐漸成為政策發(fā)展的核心項目，2017年7月提出的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》分別制定2020年、2025年、2030年三階段的戰(zhàn)略目標(biāo)，其中第一階段的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018-2020年)》，將重點扶持神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，冀望AI芯片量產(chǎn)且規(guī)?；瘧?yīng)用。

    隨著AI使用的廣泛使用，帶動AI芯片常常的蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2019年-2021年，中國AI芯片市場規(guī)模為124億元\193.7億元\305.7億元，分別同比增長53.6%\56.21%\57.82%，年復(fù)合增長率為57.01%。

    其中云端芯片市場份額最大，接近50%，市場規(guī)模從2019年的61.4億元增長至2020年139.4億元

    中國人工智能芯片市場規(guī)模

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    各類市場智能芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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    GPU提供了多個并行計算的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并且核心數(shù)較多，可以進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的并行計算；擁有更高的訪存速度；第三，GPU擁有更高的浮點運算能力。因此，GPU是AI“訓(xùn)練”階段較為適合的芯片。GPU在AI時代的云端訓(xùn)練芯片中占據(jù)較大的份額，達(dá)到64.%。雖然后期由于FPGA以及ASIC技術(shù)的突破，GPU的市場份額有所下降，但是仍然是云端訓(xùn)練市場份額最大的芯片，2019年-2021年年復(fù)合增長率達(dá)到40%。

    2019-2021年中國云端訓(xùn)練芯片市場規(guī)模

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    2019-2021年中國云端訓(xùn)練芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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    2019-2021年中國云端訓(xùn)練芯片產(chǎn)品增長率

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    從目前的技術(shù)看，F(xiàn)PGA由于量產(chǎn)成本高，并且設(shè)置需要FPGA硬件姿勢，編程和配置較高；ASIC由于開發(fā)周期較長，開發(fā)難度，GPU在云端推理階段仍然是較為合適的芯片，但是有GPU也存在功耗高，量產(chǎn)成本高等問題，所以GPU在云端推理階段的市場份額并沒有明天優(yōu)勢，約為41.84%，年復(fù)合增長率為56.5%。

    2019-2021年中國云端推斷芯片市場規(guī)模

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    2019-2021年中國云端推斷芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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    2019-2021年中國云端推斷芯片產(chǎn)品增長率

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    隨著人工智能應(yīng)用的推進(jìn)，人工智能生態(tài)不斷完善，在終端設(shè)備上將會出現(xiàn)越來越多的越來越多的AI應(yīng)用，對推斷計算的需求會越來越多，終端推斷芯片的需求也會隨之增加。未來，隨著終端細(xì)分場景的落地，終端推斷芯片將呈現(xiàn)出專業(yè)化發(fā)展趨勢，同時由于終端對于性能、功耗、成本都更為敏感，這也使得相比GPU、FPGA更為專用、能效更高、成本更低的ASIC芯片將呈現(xiàn)快速增長勢頭。但是GPU目前依然是主流終端設(shè)備中的必須器件，所以市場份額不會下降太多。

    2019-2021年中國終端推斷芯片市場規(guī)模

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    2019-2021年中國終端推斷芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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2019-2021年中國終端推斷芯片產(chǎn)品增長率

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