《面向边缘应用的人工智能（AI）芯片-2023版》
2023-08-23 14:14:52   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

AI Chips for Edge Applications 2024-2034

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据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的报告中预测，到2034年，全球边缘设备应用的人工智能（AI）芯片市场将增长至220亿美元，届时最大的三个垂直行业将是消费电子、工业和汽车。AI已经在许多应用中展示了巨大的变革潜力，从高频交易中的欺诈检测，到利用生成式AI（如ChatGPT）编写文档节约大量时间，以及提供创意提示等。

采用神经网络架构（这些架构在处理机器学习工作负载方面很完善，机器学习是AI功能的组成部分）的半导体芯片在数据中心已经很普遍，它正处于AI应用重大机遇的前沿。为边缘设备提供更多功能，并在某些应用中将人力工作完全转交给智能系统，使终端用户能够从中显著获益。AI已经进入世界领先智能手机品牌的旗舰手机，并将在从汽车到家用智能电器的广泛设备上进行推广。

AI芯片的能力

IDTechEx专家分析师经过潜心研究，在这份报告中提供了对全球边缘AI芯片技术及市场格局的独到见解。该报告对涉及边缘设备AI芯片设计的23家厂商进行了全面分析，并详细评估了该领域的技术创新和市场动态。

本报告市场分析和预测侧重于总营收，并按地理位置（欧洲、亚太、北美及全球其他地区）、买方类型（消费类和企业级）、芯片架构（GPU、CPU、ASIC、DSP和FPGA）、封装类型（片上系统、多芯片模块和2.5D+）、应用（语言、计算机视觉、预测和其它）以及垂直行业（工业、医疗保健、汽车、零售、媒体和广告、消费电子等）提供了细分预测。

应用AI芯片的边缘设备

该报告基于IDTechEx在半导体和电子行业积累的专业知识，对通过关键厂商访谈收集的重要数据进行了客观分析。

本报告从以下方面提供了重要见解：
- 需要AI硬件的厂商
- 设计/制造AI芯片及AI嵌入式系统的厂商
- 面向AI嵌入式系统的组件供应商
- 投资AI和/或半导体设计、制造及封装的公司
- 可能需要AI功能的设备开发商

计算可以根据不同的环境进行划分，如云端或网络边缘。本报告覆盖了消费类和企业端边缘环境。

边缘AI

边缘计算和云计算之间的区别并非微不足道，每种应用环境都有自己的需求和功能。边缘计算是在位于网络边缘（更靠近用户）的设备（通常就是创建数据的同一设备）上执行的计算。这跟位于网络中心的云计算或数据中心计算有所区别。上述边缘设备包括汽车、摄像头、笔记本电脑、手机以及自动驾驶汽车等。

边缘AI对比云端AI

在所有这些实例中，计算都是在贴近用户、数据所在的网络边缘进行的。鉴于边缘计算的这一定义，边缘AI便是在网络边缘的上述设备中部署AI应用。其优势在于无需在云端和边缘设备之间来回发送数据来执行计算。因此，运行AI算法的边缘设备，可以在不需要连接互联网或云端的情况下快速做出决策。

鉴于许多边缘设备的运行需要电池供电，因此，用于此类边缘设备的AI芯片相比数据中心要具有更低的功耗，才能在这些边缘设备上高效运行。这使边缘设备通常部署更简单的算法，以降低功耗。

边缘设备根据其用途可以分为两类；一种是消费类设备，直接销售给终端用户，因此在开发时必须考虑终端用户的需求。另一种是企业级设备，由企业或机构采购，它们可能对终端用户有不同的要求。本报告考量了这两种类型的边缘设备。

2024年~2034年边缘AI芯片营收预测

预计到2034年，消费电子、工业和汽车垂直领域将成为边缘AI芯片的主要营收来源

AI是物联网关键技术之一

AI在自然语言处理（不仅从语言角度，还从上下文角度理解文本数据）、语音识别（破译口语并将其转换为同种语言或另一种语言的文本）、智能推送（基于消费者与服务项目的互动，向消费者发送个性化广告/建议）、强化学习（基于观察/探索做出预测，例如训练代理玩游戏）、物体检测和图像分类（能够从环境中区分物体，并确定物体是什么）等方面的能力，使AI可以应用于跨垂直领域的很多设备，并彻底变革人类与这些设备的交互方式。

它们可以提供增强用户体验的附加功能（如智能手机、智能电视、个人电脑/平板电脑），也可以提供对技术本质至关重要的功能（如自动驾驶汽车、工业机器人等，如果没有AI，它们根本无法以所需要的方式工作）。

例如，AI（实现自动化和免提访问）和Wi-Fi连接是实现物联网的两项关键技术，在物联网中，智能电器可以直接通信，因此，智能家居是AI（主要包括消费电子产品）的一个重要增长渠道。

智能电视、智慧镜面、虚拟现实（VR）设备、传感器、厨房设备、清洁用具以及安全系统都可以通过应用AI和Wi-Fi进入互联状态，通过具有AI功能的智能家居设备可以进行免提访问和语音命令。在预测期内，将AI引入家庭所提供的机会，将在一定程度上反映消费电子垂直领域的增长，预计到2034年，该行业将成为边缘AI芯片营收最高的行业。

边缘应用AI芯片价值链

边缘AI的增长

尽管本报告确实给出了正面预测，AI将在未来十年大幅增长，到2034年，全球市场营收将超过220亿美元，但并不是说这种增长就稳了。这是由于某些市场趋于饱和或停顿，它们已经在现有芯片组中采用了AI架构，并且，这些产品在大批量推广之前需要分别进行严格的测试。

例如，智能手机市场已经开始饱和，但智能手机的高端化仍在继续（高端智能手机在智能手机总销量中的百分比逐年增加），由于高端智能手机的芯片组中包含了AI协处理功能，因此随着高端智能手机的销量增长，AI营收也在增长。不过，预计这将在未来十年内趋于饱和。

本报告预测的边缘AI营收将有两个显著的增长阶段，分别是2024年~2025年和2026年~2027年。其中，第一次飞跃很大程度上将归因于最先进的高级驾驶辅助系统（ADAS）进入汽车制造商的2025年产品线。第二个飞跃部分源于ADAS系统的应用增长，以及目前嵌入式设备（尤其是智能家电）初创企业的逐渐相对成熟。本报告对这些应用进行了更详细的讨论，并特别关注了智能手机和汽车市场。

智能手机价格与芯片组制造工艺节点的比较分析

市场发展和路线图

IDTechEx的边缘AI芯片市场模型考量了架构趋势、封装发展、资金和投资的分散/集中、历史财务数据、垂直市场饱和度以及本地化的生态系统，以准确反映未来十年不断发展的市场价值。

本报告回答的部分关键问题：

- 边缘设备AI芯片主要用于哪些垂直行业？

- 边缘计算领域有哪些增长机会？

- 对于更成熟的市场，AI应用情况如何？新兴应用领域采用AI的主要障碍有哪些？

- 每种AI芯片的应用及垂直行业的短期/长期增长趋势？

- 包含神经网络架构的芯片的设计和制造趋势？

综述AI芯片背后的技术：

- AI芯片设计和制造历史及背景。

- 不同AI芯片架构的概述。

- AI芯片的通用能力。

- 半导体制造工艺简介，从原材料到晶圆再到芯片。

- 晶体管技术背后的物理学简介。

- 晶体管技术发展历史，以及该领域的行业/公司路线图。

- AI芯片行业采用的分析标准。

关键边缘AI应用调研与分析：

- 对2020年以来发布的近200款智能手机所包含的芯片组进行分析，以及定价估算和主要趋势。

- 对2020年以来发布的近50款平板电脑所包含的芯片组进行分析，以及定价估算和主要趋势。

- 汽车芯片组的性能比较，以及性能、功耗和效率方面的主要趋势。

主要边缘AI芯片产品的完整市场分析：

- 边缘AI芯片市场格局概览，包括边缘应用的关键厂商。

- 面向边缘应用设计AI芯片的23家知名厂商简介，重点关注了他们最新及正在开发的芯片技术。

- 面向边缘应用开发AI芯片的有前景的初创公司概览。

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