中投顧問觀點| 2024年全球人工智能芯片進展與未來發(fā)展?jié)摿μ骄?/h2>

中投網(wǎng)2024-08-23 08:13 來源：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)（如深度學習、機器學習和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理）所需的復(fù)雜數(shù)學運算而設(shè)計的計算機芯片。這些芯片針對大量數(shù)據(jù)的處理和AI算法的訓(xùn)練及執(zhí)行進行了優(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)狀及趨勢預(yù)測報告》指出，全球AI芯片市場正在快速增長，預(yù)計在未來幾年將持續(xù)擴大。2022年全球AI芯片市場規(guī)模約為441.7億美元，2023年全球AI芯片市場規(guī)模約為536億元，預(yù)計到2024年將達到671億美元，年均復(fù)合增長率為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，長期維持行業(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芯片市場規(guī)模預(yù)測

　　數(shù)據(jù)來源：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

　　美國芯片制造商英偉達在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。英偉達CEO黃仁勛將這款A(yù)I芯片譽為“新工業(yè)革命的驅(qū)動力”。

　　B200 GPU擁有2080億個晶體管，數(shù)量是前代產(chǎn)品的2.6倍，達到了800億個。在執(zhí)行如為聊天機器人生成回復(fù)等任務(wù)時，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，美國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，計算密集型的大語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)學運算與圖形芯片的工作方式相似，需要進行大量并行的簡單計算，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)模型對高性能、高算力的AI芯片有著巨大的需求，同時AI在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速發(fā)展，這推動了芯片行業(yè)競爭的加劇，行業(yè)的發(fā)展目標轉(zhuǎn)向了高算力、高靈活性和低功耗。

　　英偉達憑借在圖形處理器領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢，找到了更廣闊的應(yīng)用場景和發(fā)展空間。隨著AI的熱潮，英偉達的股價也不斷攀升，一度成為全球市值最高的芯片公司，突破了2萬億美元大關(guān)，這反映了全球科技公司對AI算力需求的急劇增長。

　　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在相當長的時間內(nèi)保持供不應(yīng)求的狀態(tài)。

　　為了在大型AI模型的競爭中保持領(lǐng)先，科技公司必須建立強大的算力基礎(chǔ)設(shè)施，AI芯片成為了關(guān)鍵。據(jù)估計，英偉達的AI芯片在全球市場的銷售額占比達到了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芯片的競爭中。美國超威半導(dǎo)體公司也宣布增加投資，以挑戰(zhàn)英偉達的市場領(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)練和運行大型語言模型。

　　正如19世紀中期的淘金熱中，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，以英偉達為代表的AI芯片公司可能在這場技術(shù)革命中扮演著相似的角色。

　　三、美國AI芯片巨頭業(yè)績

　　2024年2月21日美股收盤后，美國人工智能芯片巨頭英偉達發(fā)布了2024財年第四季度以及全年的財務(wù)報告。報告中顯示的超預(yù)期業(yè)績推動了英偉達股價在盤后交易中飆升10%。盡管英偉達在GPU領(lǐng)域保持領(lǐng)先，但競爭者們也在加速追趕。

　�。ㄒ唬┴攬髷�(shù)據(jù)持續(xù)強勁增長

　　英偉達公布的2024財年第四季度營收達到221億美元，環(huán)比增長22%，同比增長265%，超出了分析師預(yù)期的204億美元。整個財年，英偉達的總營收為609億美元，同比增長126%。在通用會計準則下，每股盈利為11.93美元，增長586%；非通用會計準則下，每股盈利為12.96美元，同比增長288%。

　　數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)是英偉達業(yè)績增長的主要驅(qū)動力。第四季度數(shù)據(jù)中心收入為184億美元，同比增長409%，超出分析師預(yù)期的172億美元，占公司總營收的83%。游戲業(yè)務(wù)收入為29億美元，同比增長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105%，達到4.63億美元。

　　然而，受到美國出口管制新規(guī)的影響，英偉達在中國的數(shù)據(jù)中心收入顯著下降，第四季度僅占個位數(shù)比例。公司預(yù)計下一季度中國市場的情況也將類似。以往，受限國家和地區(qū)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入約占公司總營收的20%至25%。

　　財報發(fā)布后，多家券商分析師上調(diào)了英偉達的目標股價。Bernstein將目標價從700美元上調(diào)至1000美元，而Melius也將目標價從925美元上調(diào)至1000美元。

　�。ǘ�）黃仁勛預(yù)測數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模將在未來五年內(nèi)翻番

　　黃仁勛在與分析師的電話會議上表示，加速計算和生成式人工智能已經(jīng)達到一個臨界點，全球?qū)�這些技術(shù)的需求正在激增。英偉達的數(shù)據(jù)中心平臺得到了大型云服務(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)成為一個大型PC平臺，受到1億游戲玩家和創(chuàng)作者的歡迎。黃仁勛預(yù)計，未來一年，英偉達將推出重大的新產(chǎn)品周期和創(chuàng)新，以推動行業(yè)發(fā)展。

　　他還表示，2024年剩余時間，英偉達的最新產(chǎn)品將繼續(xù)供不應(yīng)求。盡管供應(yīng)在增長，但需求沒有放緩的跡象。生成式人工智能開啟了一個新的投資周期，數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模預(yù)計將在五年內(nèi)翻番，每年市場機會達到數(shù)千億美元。

　　對于中國市場，英偉達已經(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市場取得成功。

　�。ㄈ�）競爭者緊追不舍

　　盡管英偉達在GPU領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先，但AMD和英特爾等競爭對手也在努力爭奪市場份額。

　　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)狀及趨勢預(yù)測報告》指出，2023年12月，AMD推出了MI300X GPU、MI300A APU和Ryzen8040系列移動處理器。然而，從財務(wù)數(shù)據(jù)來看，AMD與英偉達之間仍有較大差距。AMD在2023年第四季度的營收為61.68億美元，同比增長10%，全年營收為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芯片營收已超過預(yù)期的4億美元，預(yù)計2024年將達到35億美元。她還預(yù)測，數(shù)據(jù)中心加速芯片市場將以每年50%以上的速度增長，從2023年的300億美元增長到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，推出了多款獨立顯卡，并計劃推出更多高性能GPU產(chǎn)品。蘋果和高通等公司也在進入GPU市場，尋求降低對外技術(shù)依賴。這可能會為GPU市場帶來新的競爭和發(fā)展機遇。

　　富國銀行預(yù)測，AMD在2023年的AI芯片營收為4.61億美元，但2024年有望增長到21億美元，市場份額可能達到4.2%。英特爾也可能獲得近2%的市場份額，這可能會導(dǎo)致英偉達的市場份額小幅下滑至94%。

　　除了大型科技公司，初創(chuàng)企業(yè)也成為英偉達的有力競爭者。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1000億個單詞，需要大量GPU進行訓(xùn)練計算，這可能是其“造芯”計劃的原因之一。

　　奧特曼預(yù)計，此次“造芯”計劃將籌資約7萬億美元，以支持公司的發(fā)展。

　　四、中國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)狀及趨勢預(yù)測報告》指出，中國AI芯片行業(yè)市場規(guī)模也在持續(xù)擴大，逐漸成為全球AI芯片市場的重要力量。從2018年的約64億元增長至2021年的850億元，年均復(fù)合增長率高達67.7%。中國AI芯片行業(yè)2023年投資數(shù)量共79起，投資金額達151.25億元。

　　圖表：2016-2024年中國AI芯片行業(yè)投資數(shù)量

　　數(shù)據(jù)來源：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AI芯片行業(yè)投資金額

　　數(shù)據(jù)來源：IT桔子、中投產(chǎn)業(yè)研究院整理（截至2024年8月22日）

　　五、全球人工智能芯片行業(yè)發(fā)展前景

　　IDC的預(yù)測顯示，到2027年，AI PC（具有特定系統(tǒng)級芯片（SoC）能力的個人電腦，設(shè)計用于本地運行生成性AI任務(wù)）的出貨量將從2024年的近5000萬臺增長到超過1.67億臺，屆時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者市場。

　　在技術(shù)趨勢方面，AI芯片的發(fā)展正在推動整個半導(dǎo)體價值鏈的變革，包括改進的生產(chǎn)調(diào)度和預(yù)測、增強的研發(fā)、先進的缺陷檢測以及優(yōu)化的制造過程。這些進步不僅提高了效率，還有助于降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
然而，AI芯片市場的增長也面臨一些挑戰(zhàn)，包括設(shè)計和制造的復(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市場產(chǎn)生影響，例如美國對中國的出口限制可能會影響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)展前景依然樂觀，預(yù)計在未來幾年內(nèi)將繼續(xù)保持增長勢頭。

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