人工智能芯片行业：进口替代空间广阔技术突破与应用场景布局是核心（附主要企业竞争优势）

2023-07-25 09:03

手机浏览

人工智能芯片简称AI芯片，是指应用在人工智能算法加速，主要实现大规模并行计算的芯片。而在更广泛的概念下，任何应用在人工智能领域的芯片都可被称为人工智能芯片。根据应用场景，AI芯片可分为云端芯片、边缘端芯片和终端芯片；根据功能可分为训练芯片和推断芯片。

芯片是信息化时代、数字化时代的基石。近年来宏观政策的大力支持和人工智能的普遍应用促进了AI芯片市场的高速扩张。数据显示，2017-2021年我国我国AI芯片市场规模由53亿元增至2021年436.8亿元，年均复合增长率为69.4%。预计2022年我国AI芯片市场规模将增至850.2亿元。

数据来源：观研天下整理

得益于市场发展向好，近年我国AI芯片企业注册量也在快速增长。数据显示，2017-2021年我国AI芯片企业注册量由1110家迅速增长至13492家，年均复合增长率达86.7%。2022年1-5月，我国AI芯片企业注册量达6783家，已超过2020年新增企业数量，行业竞争进一步加剧。

数据来源：企查查；观研天下整理

虽然目前我国作为全球最大的半导体消费市场，但芯片自给率不足，严重依赖进口。为发展国产芯片，实现进口替代，近年来政府出台了一系列政策支持国产芯片行业发展。2020年8月，国务院发布的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》提出将从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等8个方面对集成电路和软件产业进行扶持，以加快集成电路和软件产业发展。AI芯片的发展将受益于芯片国产化的政策支持和庞大的国内市场需求。

目前AI芯片设计更多的是从技术需求的角度出发，如芯片架构的选择、芯片性能指标提升等。随着AI芯片领域的竞争越来越激烈，各芯片企业除了在技术层面有所突破，还需加大应用场景的布局，以抢占更多的发展机遇。为了适应碎片化的应用市场，未来的芯片设计需要以客户终端需求为导向，从需求量、商业落地模式、市场壁垒等各个方面综合分析落地的可行性，借助场景落地实现AI芯片的规模发展。

根据观研报告网发布的《中国人工智能芯片行业发展趋势分析与投资前景研究报告（2023-2030年）》显示，总体来看，目前我国AI芯片领域呈现国外厂商主导市场，国内企业跟随及挖掘细分市场需求的竞争业态。国内市场企业主要有海思半导体、联发科技、寒武纪、中星微电子、平头哥、四维图新、昆仑芯、北京君正、芯原微电子、瑞芯微电子等。

我国AI芯片领域主要企业竞争优势情况

企业名称	竞争优势
海思半导体	研发优势：海思在中国、新加坡、韩国、日本、欧洲等地设有12个办事处和研发中心
	市场优势：公司产品和服务遍布全球100多个国家和地区。
	品牌优势：2020年8月4日，海思名列2020中国新型创新企业50强第1位。2021年 12月25日，位列《中国半导体企业 100 强》，排名第1位。
联发科技	市场地位优势：公司是全球第四大无晶圆厂半导体公司，在移动终端、智能家居应用、无线连接技术及物联网产品等市场位居领先地位。
	品牌优势：2022年12月，公司位列《2022胡润世界500强》第495位。2022年5月，公司入选福布斯2022全球企业2000强榜单，排名第453位。2023年1月，公司位列《2022年·胡润中国500强》第22位。
	销售优势：公司一年约有 20亿台内建MediaTek芯片的终端产品在全球各地上市。
寒武纪	技术优势：公司掌握的智能处理器指令集、智能处理器微架构、智能芯片编程语言、智能芯片数学库等核心技术,具有壁垒高、研发难、应用广等特点,对集成电路行业与人工智能产业具有重要的技术价值、经济价值和生态价值。
	专利优势：。截至2022年6月30日,公司累计申请的专利为2,607项,按照专利地域可分为:境内专利申请1,697项,境外专利申请646项,PCT专利申请264项;按照专利类型可分为:发明专利申请2,537项,实用新型专利申请34项,外观设计专利申请36项。公司累计已获授权的专利为698项,按照专利地域可分为:境内专利514项,境外专利184项;按照类型可分为:发明专利633项,实用新型专利32项,外观设计专利33项。此外,公司拥有软件著作权61项;集成电路布图设计6项。
	人才优势：公司在技术研发、供应链、产品销售等方面均建立了成熟团队,核心骨干均有多年从业经验。公司核心研发人员多毕业于著名高校或科研院所,拥有计算机、微电子等相关专业的学历背景,多名骨干成员拥有知名半导体公司多年的工作经历。公司员工中有80.04%为研发人员,77.05%的研发人员拥有硕士及以上学位,研发队伍结构合理、技能全面,有力支撑了公司的技术创新和产品研发。
	产品体系优势：目前,公司已推出的产品体系覆盖了云端、边缘端的智能芯片及其加速卡、训练整机、处理器IP及软件,可满足云、边、端不同规模的人工智能计算需求。
中星微电子	技术优势：中星微电子坚持自主创新，先后突破十五大核心技术，申请了4000多项国际和国内专利，并两次荣膺年度国家科技进步一等奖。
	产品优势：公司自主设计的嵌入式神经网络处理器（NPU）采用了“数据驱动并行计算”架构，专门针对深度学习算法进行了优化，具备高性能、低功耗、高集成度、小尺寸等特点，特别适合物联网前端智能的需求。
	客户优势：公司产品销售已经覆盖了欧、美、日、韩等16个国家和地区，客户囊括了索尼、三星、惠普、飞利浦、富士通、罗技、华为、联想等大批国内外知名企业。
平头哥	设计链路全覆盖优势：平头哥拥有端云一体全栈产品系列，涵盖数据中心芯片、IoT芯片、处理器IP授权等，实现芯片端到端设计链路全覆盖。
	背景优势：公司是阿里巴巴旗下半导体公司。
	品牌优势：2020年8月4日，平头哥半导体名列2020中国新型创新企业50强第11位。
四维图新	PB数据优势：公司拥有PB级多源数据以及TB级日增量,包括道路、POI、轨迹行为、天气、交通、卫星影像、CORS基站、充电桩、车辆传感器回传数据、城市传感器回传数据等。
	人才优势：公司凭借公司在行业的影响力,先后引进国内外高科技企业高端人才,加强和国内“985”、“211”高校的联系,并与哈尔滨工业大学、华中科技大学等高校建立校企合作关系。同时,公司依托在美国硅谷、荷兰、新加坡、日本设立子公司,不断丰富壮大全球优秀人才队伍,为公司进一步吸纳全球最前沿科技的专业人才、占领人才高地奠定了坚实基础。
	客户优势：公司汽车客户主要包括欧美品牌、日系品牌、国内自主品牌、造车新势力等车企,与诸如戴姆勒、宝马、大众、沃尔沃、丰田、雷克萨斯、长城及国内知名新能源车厂等众多主流车企形成长期稳定积极的合作关系。
昆仑芯	先发优势：公司在国内最早布局AI加速领域，深耕10余年，是一家在体系结构、芯片实现、软件系统和场景应用均有深厚积累的AI芯片企业。
	产品优势：昆仑芯科技已实现两代通用AI芯片产品的量产及落地应用，两代产品先后斩获2020、2021年中国芯“优秀技术创新产品”奖。
	产量优势：昆仑芯1代AI芯片于2020年量产，在百度搜索引擎、小度等业务中部署数万片，是国内唯一一款经历过互联网大规模核心算法考验的云端AI芯片。
	品牌优势：2021年，昆仑芯2代荣获2021年第十六届中国芯“优秀技术创新产品”奖。2023年4月18日，以140亿人民币的企业估值入选《2023·胡润全球独角兽榜》，排名504。
北京君正	技术优势：经过十几年的持续投入,公司在以下领域逐步形成了自主关键技术:(1)嵌入式CPU技术。公司创业团队多年来从事嵌入式CPU技术的研发,在高性能、低功耗等关键指标上获得了突破。公司基于32位MIPS指令集架构设计了XBurst系列CPU内核,该内核采用了公司创新的微体系结构,其主频、功耗和面积水平在同等工艺下均领先于业界现有的同类32位RISC微处理器内核。从2014年开始,指令集开源的RISC-V架构获得了业界的广泛支持和快速发展,公司积极拥抱这一趋势,适时展开了基于RISC-V架构的CPU核的研发。(2)视频编解码技术。视频内容是最核心的多媒体内容,公司自主研发的视频编解码器,能够支持大多数国际上主流的视频格式,包括多种主流视频格式的解码和H264格式、H265格式等码流的编码,公司的视频编解码器对编码关键路径采用算法优化和硬件优化结合的方式提高性能,通过精细设计的开关控制等降低动态功耗,使整体的性能、面积、功耗达到业界先进水平,有利地支持了公司在智能视频领域的拓展。
	产品优势：公司产品普遍具有高性能、低功耗特质。这些特质来自于公司核心技术的特性,并且在业内获得了普遍的认可。
	性价比优势：由于核心技术自主研发,公司在芯片设计、生产和销售等阶段的相关技术授权费用大为降低,并可在芯片设计时根据产品的具体需要对相关模块进行裁剪,避免了设计上的冗余。综合这几个方面,公司产品具有更高的性价比。
	资质优势：基于业务发展方面的需要,公司部分子公司通过了ISO9001质量管理体系认证,符合ISO14001环境保护标准。此外,公司相关管理体系还获得了ISO26262的质量体系认证(ASIL-D等级),能够开发具备各ASIL等级的芯片。
芯原微电子	一站式服务优势：芯原是一家依托自主半导体IP,为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务的企业。公司至今已拥有高清视频、高清音频及语音、车载娱乐系统处理器、视频监控、物联网连接、智慧可穿戴、高端应用处理器、视频转码加速、智能像素处理等多种一站式芯片定制解决方案,以及自主可控的图形处理器IP、神经网络处理器IP、视频处理器IP、数字信号处理器IP、图像信号处理器IP和显示处理器IP六类处理器IP、1,400多个数模混合IP和射频IP。
	产品种类优势：公司拥有用于集成电路设计的GPUIP、NPUIP、VPUIP、DSPIP、ISPIP、DisplayProcessorIP六类处理器IP、1,400多个数模混合IP和射频IP。
	市场地位优势：2021年,芯原半导体IP授权业务市场占有率位列中国大陆第一,全球第七;IP种类在前七中排名前二;2020年和2021年,芯原的知识产权授权使用费收入均排名全球第四。
	工艺设计优势：公司拥有从先进的5nmFinFET到传统的250nmCMOS工艺节点芯片的设计能力。
瑞芯微电子	技术创新优势：近年来,公司重点发展AIoT相关产品及技术。围绕AIoT应用需求,重点研发了人工智能处理、图像及视觉处理、智能语音、光电一体化等核心技术,同时改进优化原有的视频编解码、多屏幕显示等技术,已形成完善的高精度感知、认知、交互的整体解决方案。
	专利优势：截至2022年6月30日,公司申请了1,009项专利(其中包括956项发明专利,38项实用新型专利,15项外观设计专利)、42项布图设计权以及235项软件著作权,已获得授权594项专利(其中包括572项发明专利,8项实用新型专利,14项外观设计专利)、27项布图设计权以及232项软件著作权。
	产品类型优势：公司芯片产品品类丰富,智能应用处理器产品可契合不同终端产品的市场定位及成本要求。