研判2024！中國人工智能芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜、市場規(guī)模及前景分析：國內(nèi)智能算力建設(shè)加速推進，國產(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，人工智能熱潮再度席卷全球，我國以加速計算為核心的算力中心規(guī)模不斷擴大，疊加科技興國政策以及基建、數(shù)字經(jīng)濟等利好政策驅(qū)動，國內(nèi)智能算力建設(shè)工程建設(shè)加速推進，市場人工智能芯片產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求日益增長，持續(xù)拉動國內(nèi)人工智能芯片市場發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，2023年，我國工智能芯片領(lǐng)域投融資事件數(shù)量為77件，行業(yè)投融資金額達147.35億元；全國人工智能芯片市場規(guī)模已增至1206億元，與2018年相比，年復合增長了79.9%。

關(guān)鍵詞：智能算力；人工智能芯片市場規(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（其他非計算任務(wù)仍由CPU負責）。根據(jù)其設(shè)計和應(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。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行半定制或全定制設(shè)計的芯片。

就通用性和靈活性而言，GPU無疑是最出色的，能夠適應(yīng)多種不同的計算任務(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，因為它們是為特定任務(wù)或應(yīng)用場景定制的。不過ASIC在生產(chǎn)成本和功耗方面具有顯著優(yōu)勢，這使得它們在需要大量部署且任務(wù)相對固定的場景中非常受歡迎?？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，一直沒有發(fā)展成為成熟的產(chǎn)業(yè)；同時受限于當時算法、數(shù)據(jù)等因素，這一階段人工智能對于芯片并沒有特別強烈的需求，通用的CPU芯片即可提供足夠的計算能力。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的并行計算特性恰好適應(yīng)人工智能算法大數(shù)據(jù)并行計算的要求（與CPU相比GPU在深度學習算法的運算效率上可以提高9倍到72倍），GPU進行人工智能的計算開始逐步嘗試使用。進入2010年后隨著云計算的推廣，通過云計算借助大量CPU和GPU進行混合運算。隨著人工智能業(yè)界對于計算能力的要求不斷提升，在2015年后業(yè)界開始研發(fā)針對人工智能的專用芯片，通過更好的硬件和芯片架構(gòu)，在計算效率上進一步帶來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、單晶爐、蝕刻機、離子注入機等。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、制造和封裝測試等步驟。在這一環(huán)節(jié)中，需要考慮到芯片的性能、功耗、成本等多個因素，以滿足下游應(yīng)用場景的需求。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、機器人、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。隨著下游市場對人工智能芯片的應(yīng)用需求增長，持續(xù)推動著人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《中國人工智能芯片行業(yè)市場調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報告》

二、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

近年來，國務(wù)院、國家發(fā)改委、工信部等多部門都陸續(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)安全運行規(guī)范等方面內(nèi)容。在中央政策指導下，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，為我國人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供給強有力支持，持續(xù)助力國產(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創(chuàng)新應(yīng)用實施方案》提出，針對場景創(chuàng)新中南山算法企業(yè)不足、算力資源有限、高端人才緊缺的問題，積極引入具有通用大模型能力和專用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、類腦計算、芯粒、指令集等芯片研發(fā)與應(yīng)用，推動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)模型運算處理需求不同的是，人工智能訓練模型參數(shù)量達、迭代速度快，且模型算法要求的芯片算力準確度高。以GPT-1模型為例，自該模型2018年首次發(fā)布以來，其模型已由最初的12層、約1.2億個參數(shù)，增長至2023年的120層、約1.8萬億級參數(shù)。這意味著，隨著人工智能向多場 景化、規(guī)模化、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題已經(jīng)開始持續(xù)凸顯。未來，隨著人工智能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，人工智能應(yīng)用日益擴張，全球人工智能生成數(shù)據(jù)規(guī)模將不斷擴大。據(jù)Gartner預測，至2025年，全球人工智能生成數(shù)據(jù)規(guī)模占比或?qū)⑦_到10%。在此驅(qū)動下，全球智能“算力荒”問題日益加深，算力饑餓將成為限制AI技術(shù)創(chuàng)新的主要問題，同時，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，在生成式人工智能潮流，以及國家數(shù)字化建設(shè)戰(zhàn)略目標推動下，我國人工智能技術(shù)應(yīng)用愈加廣泛，全國智能算力應(yīng)用需求規(guī)模爆發(fā)式增長、擴張。為保障市場應(yīng)用需求、推動國家數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展，國內(nèi)智能算力建設(shè)加速推進。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，我國智能算力規(guī)模達到414.1EFLOPS，同比增長59.33%；全國智能算力占算力總規(guī)模比重超過30%。

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

三、發(fā)展趨勢

1、FPGA芯片應(yīng)用將日益廣泛

FPGA 是短期內(nèi)AI 芯片市場上的重要增長點，F(xiàn)PGA 的最大優(yōu)勢在于可編程帶來的配置靈活性，在當前技術(shù)與運用都在快速更迭的時期，F(xiàn)PGA 具有明顯的實用性。企業(yè)通過FPGA 可以有效降低研發(fā)調(diào)試成本，提高市場響應(yīng)能力，推出差異化產(chǎn)品。在專業(yè)芯片發(fā)展得足夠完善之前，F(xiàn)PGA 是最好的過渡產(chǎn)品，正因為如此，科技巨頭紛紛布局云計算+FPGA 的平臺。隨著FPGA 的開發(fā)者生態(tài)逐漸豐富，適用的編程語言增加，F(xiàn)PGA 運用會更加廣泛。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所在。

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

從芯片發(fā)展的大趨勢來看，目前人工智能芯片產(chǎn)業(yè)尚處于初級發(fā)展階段，無論是科研還是產(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，實現(xiàn)以高能效比支持多種智能任務(wù)，在實現(xiàn)AI功能時具有獨到的優(yōu)勢，具備廣闊的前景，未來或?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)推動人工智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)市場預測，2025年我國人工智能芯片產(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（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《中國人工智能芯片行業(yè)市場調(diào)查研究及發(fā)展前景規(guī)劃報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。