《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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