自從AI技術大爆發以來，全球科技巨頭持續加碼AI大模型，消費電子領域日益呈現人工智能的趨勢，AI芯片的需求將與日俱增，AI芯片供應緊張狀況一直延續。 以英偉達為代表的GPU公司站上了AI風口，公司總市值已經突破3.2萬億美元，三季度凈利潤大增1.09倍至193.09億美元。尤其是英偉達Blackwell架構的超級芯片，已經成為眾多科技巨頭搶購的AI芯片，這也為英偉達業績提供極強的支撐。 然而，AI芯片技術路線不僅局限于GPU，FPGA、ASIC等芯片也逐漸引來了行業的關注。此前科技巨頭訓練大模型，需要使用GPU芯片，而近期AI技術熱點逐漸由預訓練向推理傾斜，這就需要由多種定制芯片來完成，ASIC將扮演著更加重要的角色。 特別是芯片巨頭博通連續兩個交易日大漲36.5%并突破萬億美元市值，全球都在關注AI技術發展對ASIC的影響。 今天，我們就來梳理ASIC在AI領域的運用，尋找投資機遇。 1、AI芯片的主要架構分為三類，ASIC逐漸成為熱點 所謂的AI芯片，就是可以運行人工智能算法的芯片，此類芯片為了適應人工智能算法而專門進行了加速設計。 人工智能技術主要包括深度學習、機器學習、知識圖譜、自然語言處理等技術，融合了計算機、心理學等學科，能夠幫助程序、機器如人類一樣去思考、處理問題。 與傳統芯片不同，AI芯片要處理更加復雜的運算，設計上就要提升處理速度，這就需要注重加速器、高速存儲、高集成度等。 AI芯片的產業鏈包含了上游芯片設計與研發公司，中游則主要是芯片制造、封裝、測試等，下游則是各種需求方。 根據前瞻產業研究院的數據，2024年AI芯片行業規模將高達902億美元，較2023年大幅增長59.9%。前瞻產業研究院預計，2024-2029年全球AI芯片行業復合增速將高達24.55%，整個行業進入爆發式增長階段。 為了提升硬件計算能力，AI芯片架構主要包括GPU、ASIC、FPGA等，也可以采用混合架構。 GPU此前主要用來處理圖像，擁有強大的浮點運算能力。隨著深度學習的發展，GPU一舉成為AI領域的利器，英偉達的高端GPU就成為全球科技巨頭夢寐以求的硬件。 FPGA則是現場可編程門陣列，是一種半定制集成電路，可以滿足不同的設計，具有較高的靈活性。FPGA特殊性能，非常適用于AI推理階段。 ASIC則是專用集成電路，就是為了滿足特定需求而開發的芯片。與GPU人工智能芯片相比，ASIC具有功耗較低、體積更小、成本更低等優勢。尤其是在執行特定的任務時，ASIC就可以兼顧效率和成本，實現更優的解決方案。 需要注意的是，ASIC是針對特定場景而設計的，一旦設計完畢則只能適配特定用途。如果用途發生變化，極有可能要設計新的ASIC。 2、AI ASIC快速發展，部分A股公司已布局 根據WSTS的分類，ASIC種類涵蓋專用模擬電路、專用邏輯電路、數字信號處理器等，2023年市場規模及占比均創下歷史新高。 2023年ASIC市場規模達到2485.7億美元，同比增長3.4%，占半導體市場比重高達47.2%。特別是隨著終端需求逐漸轉向個性化，科技企業開發定制芯片來實現大模型預訓練、提升推理能力，ASIC就成為重要的選擇。 早在2013年，谷歌便已經開發出世界上首張用于AI加速器TPU（張量處理器），可以進行快速的數學運算，處理圖像、語音語料，極大提升機器學習的效率。經過多年的迭代升級，2024年谷歌發布了第六代TPU芯片Trillium，計算性能較上代產品提升4.7倍，內存帶寬提升1倍，能耗優化67%。 谷歌并未對外銷售TPU芯片，但TechInsights預計2023年谷歌自用的TPU芯片已經達到200萬顆，僅次于英偉達的市場規模。 在AI ASCI芯片領域，英特爾也成為重要的參與者。2019年，英特爾收購AI公司Habana Labs，三年之后便發布了AI芯片Gaudi 2。2024年，英特爾發布Gaudi 3，較英偉達H100訓練性能提升了1.7倍。英特爾此前透露，公司也在開發用于以太網網絡的AI NIC ASIC。 在AI ASIC需求快速增長的背景下，以博通、Marvell為代表的公司迎來了業績爆發期。根據博通發布的財報數據，公司2024財年AI收入大增2.2倍至122億美元。博通正與三個大型客戶開發AI芯片，預計2025年AI芯片業務收入達到150億-200億美元。 根據媒體報道，蘋果與博通有望合作開發AI芯片，這將進一步提升AI ASIC市場規模。 隨著AI技術的發展及端側AI需求的快速增長，ASIC將在AI推理、AI消費電子產品方面扮演著重要的角色。 根據iFinD金融數據終端，ASIC概念股包括：瑞芯微、北京君正、利亞德、淳中科技、瀾起科技、恒爍股份、潤欣科技、富瀚微、博通集成、海光信息、復旦微電、星宸科技、景嘉微等。 |
