人工智能将如何通过消费类应用影响半导体市场？

人工智能（AI）将如何通过消费类应用影响半导体市场？从云端到边缘；从摩尔定律到专业化本报告致力于研究人工智能（AI）对半导体产业的影响。据麦姆斯咨询介绍，在摩尔定律放缓和数据隐私监管日趋严格的今天，人工智能的发展趋势显得尤为重要。虽然20世纪90年代和21世纪初期出现了分布式计算，其中集成了越来越强大的中央处理器（CPU）和图像处理单元（GPU），但是智能手机的出现使得计算设备的需求变得更高效、更小巧、更低功耗。

本报告研究领域

计算的集中化是满足信息技术（IT）演进趋势的合理解决方案，并且片上系统（SoC）和云计算技术的充分融合，将成为信息安全产业发展的必然结果。人工智能算法，尤其是卷积神经网络（CNN）应用较多，在图像和语音识别方面能够给出较好的结果。相比较其它深度、前馈神经网络，卷积神经网络需要考量的参数更少，使之成为一种颇具吸引力的深度学习结构。

在物联网（IoT）世界中，一个新的概念越来越流行：智能边缘计算。边缘指物联网的每个边缘设备都具备处理数据的能力，而不是简单将数据储存在云中。但是在这种情况下，云计算仍然非常重要。为了满足业务所需，在数据同步到云之前，边缘设备需要自己处理分析数据。虽然GPU适用于云计算，但由于能耗过高，不适合边缘计算设备。谷歌（Google）的Edge TPU则是GPU、CPU和其它ASIC 解决方案在边缘计算方面的补充。阿里云于2018年也宣布将战略投入到边缘计算技术领域，并推出了首个物联网边缘计算产品Link Edge，打造云、变、端一体化的协同计算体系。

随着摩尔定律的放缓，半导体公司必须了解并遵循这些发展趋势，为专用软件提供所需的硬件。对于成像领域中的人工智能，苹果（Apple）公司的iPhone X利用其专用硬件：A11处理器中的Neural神经引擎和神经网络技术来进行3D人脸识别的学习和算法改进，例如会随着用户使用而更新手机内部存储的人脸数据，让识别基准与用户人脸变化保持同步，这样也有利于增强Face ID的速度以及安全性。本报告研究了两种不同类型人工智能芯片架构（嵌入式SoC和专用芯片）的发展趋势，并介绍了成像领域中的人工智能芯片（例如视觉处理单元或视觉处理器）和音频领域中的人工智能芯片（例如音频处理单元或音频处理器），以及相关算法。在所有人工智能应用中，专业的优化需要软件和硬件的共同发展与配合。

智能接口的发展之路

主要人工智能领域的营收将飞速增长本报告重点关注了三类有前景的硬件市场：智能手机、无人机、智能家居。下图展示了在视觉处理单元/视觉处理器和音频处理单元/音频处理器方面，嵌入式SoC和专用芯片的营收情况。根据我们对成像和音频技术的分析与预测：人工智能硬件市场方面，在2023年将会产生230+亿美元的人工智能芯片营收，包括100+亿美元的嵌入式SoC营收和130+亿美元的专用芯片营收。增速方面，嵌入式SoC在2017~2020期间的复合年增长率为96%，在2020~2023期间的复合年增长率为31%；专用芯片在2017~2020期间的复合年增长率高达501%，在2020~2023期间的复合年增长率为36%。

人工智能营收：嵌入式SoC vs. 专用芯片

最有前途的人工智能市场是智能手机。我们认为成像相关的人工智能将广泛嵌入手机应用处理器（AP）中。对于音频相关人工智能，根据不同公司的选择及技术状态，我们可以看到既有嵌入手机应用处理器中，也有采用专用的独立芯片。同样，本报告也研究了集成人工智能技术的无人机市场，包括中端无人机（最低平均销售价格为500美元）和高端无人机（平均销售价格为1200美元）。人工智能技术将主要使用视觉处理器来识别环境障碍，以及判断手势以控制飞行。对于智能家居市场，很可能使用所有架构。这使得该市场与众不同，但又有非常丰富的数据和资源，因此智能家居市场拥有庞大的生态系统。有前途的创业公司将与谷歌、苹果、Facebook、亚马逊、微软、百度、阿里巴巴、腾讯和小米合作，共同“挖掘”这个日益受到监管的资源宝藏。数据就是金钱从软件时代到互联网，再到如今的大数据时代，数据的量和复杂性都经历了从量到质的改变，可以说大数据引领人工智能发展进入重要战略窗口。各种应用都需要数据来创建更精准、更高效、更灵活、更优秀的人工智能算法。获得最佳算法可以提高应用的渗透率和接受度，显然也可以提高营收。

人工智能领域有哪些厂商？他们的战略、愿景和文化是什么？本报告回答了这些问题，并阐述了人工智能软件和硬件的未来趋势。激烈的竞争在传感器公司（如ams、索尼、楼氏电子）之间，以及应用处理器公司（如苹果、海思、高通、英伟达）之间展开。谷歌、苹果、Facebook、亚马逊等互联网公司也将发挥核心作用，因为他们其中一些公司正在设计自己的硬件，并正在大量收购或投资人工智能软件技术。

人工智能硬件：消费类应用的价值链

人工智能“战役”刚刚开始，我们试图“破译”其中涉及的各方力量和局势。这是一项激动人心的研究，因为这场“战役”不断地且快速地发生着变化。