端側AI創新週期開啟,瞄準AI晶片的ICG能否成為下一個ARM?



近期,半導體設備業者表示,臺積電至年底整體產能利用率也緩步回升,預估2024年上半年應可重返80%。

當中,臺積電的AI 晶片客戶紛紛表示接受該公司在 2024 年再次漲價的決定,這些客戶包括 AMD 旗下的賽靈思、亞馬遜、思科、谷歌、微軟和特斯拉等高科技公司。臺積電表示,儘管全球經濟低迷,但各家公司都急於建立自己的人工智慧工具,因此對相關晶片也帶來了龐大的需求。

要知道,臺積電的產能利用率波動是與整個半導體產業的景氣週期相吻合的。

不難看出,這一輪週期,是由代表先進的生產力方向的AI晶片需求爆發所率先拉動的。

就在前幾日,全球CPU龍頭英特爾做出了40年來最大的晶片架構改變。晶片設計向AI“傾斜”的思路和特徵已經顯露無遺。

12月14日,英特爾發佈首款AI處理器Meteor Lake,首次集成NPU,帶來端側AI計算能力,讓AI大模型得以在端側高效運行。與此同時,英特爾表示加速建立其端側AI生態圈,吸引PC廠商加入,為發展AI PC鋪平道路。

這釋放出一個明確的信號,隨著英特爾加入戰局,晶片戰火終於從雲端蔓延至端側,晶片界的聚光燈也開始落到了端側AI上。

過去在雲端,GPU晶片因為大算力、通用性而風光無限,但是如今蘊藏著“入口”級機會的端側,卻已然不是太適合GPU晶片的發揮,至少從性價比上能夠看出些許端倪。

端側有著龐大的分散化、碎片化的場景,有著豐富的應用類型,每個硬體廠商都會成為擁有端側入口的一方,並從此成為所有創新應用的入口。

但由於端側有著更加復合和多元的運算需求,所以要採用ASIC技術路線的晶片比如NPU,為專用目的設計,面向特定用戶需求定製,在大規模量產下能夠具備體積小、功耗低等特點,從而規避通用AI晶片的劣勢。

因此可以預見,一旦端側AI爆發,未來AI晶片將誕生出空前的增長機會,關鍵增量就在ASIC晶片上。也是為什麼英特爾這艘“巨輪”敢於做出40年以來最大改變的原因,英特爾需要順應新時代,找尋長期發展的新方向。

這個新時代的本質是“AI重構終端”,正如同百度“AI重構應用”邁入AI原生時代,AI重構下的終端也將會開啟新一輪創新週期。大行研報也表示,隨著 AI Agent 的成熟,AI 應用的規模化落地勢在必行,有望推動新一輪的消費電子創新週期。兩種觀點所表達的意思不能說一模一樣,只能說完全一致。

有算力需求的地方就有晶片,因此ASIC晶片的地位未來有望攀升到更高的高度。

已經可以看到,AI PC、AI Pin、AI手機、AI音響、MR、人形機器人等這些AI重構後的終端,給市場初步展現出魅力和想像力。

未來,AI逐漸泛化到各類智慧型終端機成為趨勢,將帶來交互形態的深度變革,想像不到的AI終端或許會持續“湧現”。隨著這些AI硬體加速商用並迎來放量,將刺激ASIC晶片需求。

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拿AI PC來說。英特爾官方預測,在2025年前,英特爾會出貨超過1億臺AI PC。而根據第三方預測,預計2024年全球AI PC出貨量約1300萬臺,到了2027年,全球AI PC出貨量將達到1.5億臺。

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單就AI PC背後便有非常可觀的端側AI晶片市場,未來出貨量可能更大的AI手機,加上其他AI生態產品,將使得端側AI晶片的需求空間難以估量。

除了消費端,工業端或許還能展開大家對ASIC晶片更具廣闊的想像,原因也很簡單——這個消費場景長期被市場所忽視。

過去工業4.0智慧製造得益於工業物聯網、雲計算和自動化等技術的應用,而現在AI大模型和端側智慧,有望生成出中國製造業新的發展路徑,AI技術和終端逐漸融入產線和設備,工廠無人化和智能化更進一步,誕生出真正的無人工廠和超級工廠。

中國製造業數量幾何?若簡單假設一家工業企業和旗下工廠數量的比例為1:1,那麼根據測算,截止今年10月底,全國31省市合計規模以上工業企業數量是480127家,這是歷史首次突破48萬家。1-10月份,全國規模以上工業企業營業收入107.78萬億元;1-10月份,全國規模以上工業企業實現利潤總額6.1萬億元。

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從整體來衡量,若假設全國規模以上工業企業每年使用1%比例的資本支出進行AI硬體投資(其中至少10%投入於核心部位即滿足AI晶片需求),就會產生出超1000億規模的應用於工業場景的AI晶片市場。

但羅馬畢竟不是一天就能建成的。在AI大模型普及的過程中,有兩個瓶頸必須解決,第一個就是算力,大規模算力要能以較低成本得到實現;第二個就是端側,每個工廠都存在非標設備以及不一樣的運算需求,不同工廠的客觀實現環境又各不相同,但未來,AI能力終究是要得到本地化部署的。

這恰好是ASIC晶片能充分施展能力的“舞臺”,是ASIC晶片能抓住的工業設備終端的端側AI機會。不妨大膽設想一下,中國所有的工廠都用AI重構一遍,ASIC晶片將會爆發出多大的市場價值!

回顧歷史發展,在PC時代,追求的是運算速度和性能,因而英特爾X86指令和架構幾乎稱霸了PC晶片市場。到了移動互聯但時代,更注重運算能力與功耗的平衡,採用低功耗、高性能的ARM快速崛起,成為全球最大的晶片設計龍頭,其目前的最新市場剛剛超過了700億美元。

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2008年,谷歌公司發佈了基於ARM指令集的Android作業系統。憑藉其開源特點和谷歌軟體生態,它迅速佔領手機作業系統市場。同年,ARM晶片總出貨量超過100億顆。命運的齒輪從此開始轉動!截至2021年底,ARM矽晶片合作夥伴累計出貨量已超過2000億顆晶片。

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縱觀ARM公司發展的30餘年,其之所以能從無名者逆襲成市場霸主,是因其發展中期善於抓住時代的機遇,利用合作資源迅速進行市場擴張。它輕資產、開放的合作共贏姿態,成功與所有合作夥伴建立了雙贏關係;ARM處理器的低功耗特點,也契合了移動設備市場爆發時期的實際需要,以上種種最終造就了ARM公司現在的輝煌。

在已經來臨的人工智慧時代,在AI晶片領域是否會有新的霸主崛起?

隨著“AI重構終端”這新一輪創新週期的開啟,在技術進步與需求爆發的共同推動下,ASIC晶片領域無疑最有機會將誕生出新時代的巨頭。加之端側AI有著龐大的分散化、碎片化的場景,成為那個巨頭的機會將屬於產業鏈中的更多廠商。

端側AI爆發,國內相關產業鏈將因此受益,包括消費電子、物聯網端側晶片。其中,相關上市企業或最直接受益:

晶晨股份(688099.SH):國內領先的SOC設計企業,主營業務為多媒體智慧型終端機 SoC 晶片及無線連接晶片的研發、設計與銷售。相關產品晶片具備CPU和NPU算力,配置較強的AI性能。2023年Q3公司實現營收15.07億元,同比增長16.60%,創下歷史同期最高水準。2023年Q4公司實現歸母淨利潤1.29億元,同比增長35.23%。

北京君正(300223.SZ):積體電路設計企業,主營業務為微處理器晶片、智慧視頻晶片等ASIC晶片產品及整體解決方案的研發和銷售。2023年Q3公司實現營收11.99億元,同比下降15.28%,環比提升4.03%;歸母淨利潤實現1.46億元,同比下降33.74%,環比增加36.07%。消費市場底部復甦,今年盈利能力環比改善。

聰鏈集團(ICG.US):提供高性能計算ASIC晶片及配套軟硬體綜合解決方案的供應商,即將切入具備未來發展潛力的AI晶片領域,隨著端側和邊緣側AI的機會到來,進一步打開想像空間。該公司2022年4.74億元,過去4年的營收年復合增長率超過90%。

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