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中投網(wǎng)2024-08-23 08:13 來(lái)源：中投網(wǎng)
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AI芯片，也稱為AI硬件或AI加速器，是專為高效執(zhí)行AI任務(wù)（如深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理）所需的復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)芯片。這些芯片針對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理和AI算法的訓(xùn)練及執(zhí)行進(jìn)行了優(yōu)化，相比傳統(tǒng)CPU或GPU，它們能夠提供更快的結(jié)果和更低的功耗。
一、全球人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年全球人工智能芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》指出，全球AI芯片市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年將持續(xù)擴(kuò)大。2022年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模約為441.7億美元，2023年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模約為536億元，預(yù)計(jì)到2024年將達(dá)到671億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為15.0%。在區(qū)域分布上，歐美地區(qū)是全球AI芯片的重要市場(chǎng)，長(zhǎng)期維持行業(yè)領(lǐng)先地位，而亞太地區(qū)也表現(xiàn)出色。
圖表：2022-2025年全球AI芯片市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)
數(shù)據(jù)來(lái)源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理
二、全球科技公司加速布局AI芯片
美國(guó)芯片制造商英偉達(dá)在2024年3月18日于加利福尼亞州圣何塞舉辦的開發(fā)者大會(huì)上，發(fā)布了一款采用Blackwell架構(gòu)的高性能圖形處理器（GPU）--B200，專為人工智能（AI）領(lǐng)域設(shè)計(jì)。英偉達(dá)CEO黃仁勛將這款A(yù)I芯片譽(yù)為“新工業(yè)革命的驅(qū)動(dòng)力”。
B200 GPU擁有2080億個(gè)晶體管，數(shù)量是前代產(chǎn)品的2.6倍，達(dá)到了800億個(gè)。在執(zhí)行如為聊天機(jī)器人生成回復(fù)等任務(wù)時(shí)，B200的處理速度比前代產(chǎn)品快了30倍�？萍季揞^微軟、亞馬遜、谷歌等將成為Blackwell架構(gòu)芯片的首批采用者。
自美國(guó)開放人工智能研究中心（Open AI）推出ChatGPT這一革命性的生成式AI產(chǎn)品以來(lái)，美國(guó)的主要科技公司開始集中精力于生成式人工智能領(lǐng)域，引領(lǐng)了AI新一輪的快速發(fā)展浪潮。
隨著AI研究的深入，計(jì)算密集型的大語(yǔ)言模型成為研究的前沿，構(gòu)建復(fù)雜的AI系統(tǒng)所需的數(shù)學(xué)運(yùn)算與圖形芯片的工作方式相似，需要進(jìn)行大量并行的簡(jiǎn)單計(jì)算，因此高性能GPU成為了AI訓(xùn)練的關(guān)鍵算力支撐。
數(shù)據(jù)、算法和算力是AI的三大支柱。AI的數(shù)據(jù)模型對(duì)高性能、高算力的AI芯片有著巨大的需求，同時(shí)AI在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速發(fā)展，這推動(dòng)了芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)向了高算力、高靈活性和低功耗。
英偉達(dá)憑借在圖形處理器領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，找到了更廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展空間。隨著AI的熱潮，英偉達(dá)的股價(jià)也不斷攀升，一度成為全球市值最高的芯片公司，突破了2萬(wàn)億美元大關(guān)，這反映了全球科技公司對(duì)AI算力需求的急劇增長(zhǎng)。
隨著Sora、“雙子座”等大型AI模型的推出，基于這些模型的應(yīng)用逐漸落地，AI芯片的需求量可能會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持供不應(yīng)求的狀態(tài)。
為了在大型AI模型的競(jìng)爭(zhēng)中保持領(lǐng)先，科技公司必須建立強(qiáng)大的算力基礎(chǔ)設(shè)施，AI芯片成為了關(guān)鍵。據(jù)估計(jì)，英偉達(dá)的AI芯片在全球市場(chǎng)的銷售額占比達(dá)到了70%至80%。
目前，谷歌、微軟和Meta等科技巨頭已經(jīng)開始自主研發(fā)AI芯片，加入到AI芯片的競(jìng)爭(zhēng)中。美國(guó)超威半導(dǎo)體公司也宣布增加投資，以挑戰(zhàn)英偉達(dá)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。2023年12月，超威半導(dǎo)體推出了MI300系列芯片，這些芯片適用于訓(xùn)練和運(yùn)行大型語(yǔ)言模型。
正如19世紀(jì)中期的淘金熱中，提供工具的公司賺得盆滿缽滿，而非直接尋找金礦的人，今天，以英偉達(dá)為代表的AI芯片公司可能在這場(chǎng)技術(shù)革命中扮演著相似的角色。
三、美國(guó)AI芯片巨頭業(yè)績(jī)
2024年2月21日美股收盤后，美國(guó)人工智能芯片巨頭英偉達(dá)發(fā)布了2024財(cái)年第四季度以及全年的財(cái)務(wù)報(bào)告。報(bào)告中顯示的超預(yù)期業(yè)績(jī)推動(dòng)了英偉達(dá)股價(jià)在盤后交易中飆升10%。盡管英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域保持領(lǐng)先，但競(jìng)爭(zhēng)者們也在加速追趕。
�。ㄒ唬┴�(cái)報(bào)數(shù)據(jù)持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)
英偉達(dá)公布的2024財(cái)年第四季度營(yíng)收達(dá)到221億美元，環(huán)比增長(zhǎng)22%，同比增長(zhǎng)265%，超出了分析師預(yù)期的204億美元。整個(gè)財(cái)年，英偉達(dá)的總營(yíng)收為609億美元，同比增長(zhǎng)126%。在通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下，每股盈利為11.93美元，增長(zhǎng)586%；非通用會(huì)計(jì)準(zhǔn)則下，每股盈利為12.96美元，同比增長(zhǎng)288%。
數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)是英偉達(dá)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。第四季度數(shù)據(jù)中心收入為184億美元，同比增長(zhǎng)409%，超出分析師預(yù)期的172億美元，占公司總營(yíng)收的83%。游戲業(yè)務(wù)收入為29億美元，同比增長(zhǎng)56%；汽車業(yè)務(wù)收入下降4%，至2.81億美元；專業(yè)可視化業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)105%，達(dá)到4.63億美元。
然而，受到美國(guó)出口管制新規(guī)的影響，英偉達(dá)在中國(guó)的數(shù)據(jù)中心收入顯著下降，第四季度僅占個(gè)位數(shù)比例。公司預(yù)計(jì)下一季度中國(guó)市場(chǎng)的情況也將類似。以往，受限國(guó)家和地區(qū)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入約占公司總營(yíng)收的20%至25%。
財(cái)報(bào)發(fā)布后，多家券商分析師上調(diào)了英偉達(dá)的目標(biāo)股價(jià)。Bernstein將目標(biāo)價(jià)從700美元上調(diào)至1000美元，而Melius也將目標(biāo)價(jià)從925美元上調(diào)至1000美元。
�。ǘS仁勛預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模將在未來(lái)五年內(nèi)翻番
黃仁勛在與分析師的電話會(huì)議上表示，加速計(jì)算和生成式人工智能已經(jīng)達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)，全球?qū)@些技術(shù)的需求正在激增。英偉達(dá)的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)得到了大型云服務(wù)提供商、GPU專業(yè)提供商以及企業(yè)軟件和消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)公司的廣泛支持。
NVIDIA RTX，推出不到六年，已經(jīng)成為一個(gè)大型PC平臺(tái)，受到1億游戲玩家和創(chuàng)作者的歡迎。黃仁勛預(yù)計(jì)，未來(lái)一年，英偉達(dá)將推出重大的新產(chǎn)品周期和創(chuàng)新，以推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。
他還表示，2024年剩余時(shí)間，英偉達(dá)的最新產(chǎn)品將繼續(xù)供不應(yīng)求。盡管供應(yīng)在增長(zhǎng)，但需求沒(méi)有放緩的跡象。生成式人工智能開啟了一個(gè)新的投資周期，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模預(yù)計(jì)將在五年內(nèi)翻番，每年市場(chǎng)機(jī)會(huì)達(dá)到數(shù)千億美元。
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，英偉達(dá)已經(jīng)開始向客戶發(fā)送符合限制政策的新芯片樣品，以期業(yè)務(wù)復(fù)蘇。公司將盡最大努力在中國(guó)市場(chǎng)取得成功。
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盡管英偉達(dá)在GPU領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先，但AMD和英特爾等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在努力爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年全球人工智能芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》指出，2023年12月，AMD推出了MI300X GPU、MI300A APU和Ryzen8040系列移動(dòng)處理器。然而，從財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來(lái)看，AMD與英偉達(dá)之間仍有較大差距。AMD在2023年第四季度的營(yíng)收為61.68億美元，同比增長(zhǎng)10%，全年?duì)I收為226.8億美元，同比下跌4%。
AMD的CEO蘇姿豐表示，公司在2023年第四季度的AI芯片營(yíng)收已超過(guò)預(yù)期的4億美元，預(yù)計(jì)2024年將達(dá)到35億美元。她還預(yù)測(cè)，數(shù)據(jù)中心加速芯片市場(chǎng)將以每年50%以上的速度增長(zhǎng)，從2023年的300億美元增長(zhǎng)到2027年的1500億美元以上。
英特爾雖然在GPU領(lǐng)域起步較晚，但正在加大投入，推出了多款獨(dú)立顯卡，并計(jì)劃推出更多高性能GPU產(chǎn)品。蘋果和高通等公司也在進(jìn)入GPU市場(chǎng)，尋求降低對(duì)外技術(shù)依賴。這可能會(huì)為GPU市場(chǎng)帶來(lái)新的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展機(jī)遇。
富國(guó)銀行預(yù)測(cè)，AMD在2023年的AI芯片營(yíng)收為4.61億美元，但2024年有望增長(zhǎng)到21億美元，市場(chǎng)份額可能達(dá)到4.2%。英特爾也可能獲得近2%的市場(chǎng)份額，這可能會(huì)導(dǎo)致英偉達(dá)的市場(chǎng)份額小幅下滑至94%。
除了大型科技公司，初創(chuàng)企業(yè)也成為英偉達(dá)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。OpenAI的加入尤其引人注目，其CEO奧特曼宣布公司將開始“造芯”，強(qiáng)調(diào)建設(shè)大規(guī)模AI基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈的重要性。奧特曼還透露，OpenAI每天生成約1000億個(gè)單詞，需要大量GPU進(jìn)行訓(xùn)練計(jì)算，這可能是其“造芯”計(jì)劃的原因之一。
奧特曼預(yù)計(jì)，此次“造芯”計(jì)劃將籌資約7萬(wàn)億美元，以支持公司的發(fā)展。
四、中國(guó)人工智能芯片投資情況
中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2028年全球人工智能芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》指出，中國(guó)AI芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模也在持續(xù)擴(kuò)大，逐漸成為全球AI芯片市場(chǎng)的重要力量。從2018年的約64億元增長(zhǎng)至2021年的850億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)67.7%。中國(guó)AI芯片行業(yè)2023年投資數(shù)量共79起，投資金額達(dá)151.25億元。
圖表：2016-2024年中國(guó)AI芯片行業(yè)投資數(shù)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：IT桔子、中投產(chǎn)業(yè)研究院整理（截至2024年8月22日）
圖表：2016-2024年中國(guó)AI芯片行業(yè)投資金額
數(shù)據(jù)來(lái)源：IT桔子、中投產(chǎn)業(yè)研究院整理（截至2024年8月22日）
IDC的預(yù)測(cè)顯示，到2027年，AI PC（具有特定系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）能力的個(gè)人電腦，設(shè)計(jì)用于本地運(yùn)行生成性AI任務(wù)）的出貨量將從2024年的近5000萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到超過(guò)1.67億臺(tái)，屆時(shí)AI PC將占全球PC出貨量的近60%。這表明AI芯片不僅在專業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，也在逐漸滲透到消費(fèi)者市場(chǎng)。
在技術(shù)趨勢(shì)方面，AI芯片的發(fā)展正在推動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體價(jià)值鏈的變革，包括改進(jìn)的生產(chǎn)調(diào)度和預(yù)測(cè)、增強(qiáng)的研發(fā)、先進(jìn)的缺陷檢測(cè)以及優(yōu)化的制造過(guò)程。這些進(jìn)步不僅提高了效率，還有助于降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
然而，AI芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)也面臨一些挑戰(zhàn)，包括設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性、高成本、專業(yè)人才的有限供應(yīng)以及安全和監(jiān)管的不確定性。此外，地緣政治因素也可能對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生影響，例如美國(guó)對(duì)中國(guó)的出口限制可能會(huì)影響AI芯片的全球供應(yīng)鏈。
總體而言，盡管存在挑戰(zhàn)，但全球AI芯片行業(yè)的發(fā)展前景依然樂(lè)觀，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)將繼續(xù)保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。
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