文 | 錦緞
誠如我們在《Deepseek的意義、價值與影響》中所闡述的那樣,開源模型Deepseek的率先沖線,標志著 “機器智能寒武紀時刻”的啟動,產業即將因此進入應用創新大爆發周期。
這一趨勢所隱含的一重必然邏輯還在于:2025年,將成為AI推理之年,GPU失其鹿,ASIC與SOC們共逐之。
山雨欲來風滿樓。新年之前,SOC、ASIC板塊已相繼遭遇炒作;春節之后,ASIC的分支之一——所謂的LPU(LogicProcessingUnit),亦被拱于臺上。厘清個中邏輯,我們的系列報告先從端側SOC說起。
01 低成本多模態是AI終端爆發的起點1.AI是最新的交互方式,端側AI的交互基礎將是多模態模型
把握科技終端產品發展規律的線索之一是交互方式。
回想古早時期的電腦,還需要靠直接輸入機器語言指令來操作,應用范圍極其有限;直到1984年,蘋果推出了劃時代的Macintosh計算機,靠圖形用戶界面和鼠標操作方式,讓電腦變得前所未有的簡單易用。
下一個劃時代的交互方式的變革發生在智能手機的誕生,手指觸控這種更高效的方式替代了鼠標,前者將我們推向了移動互聯網時代,即使后面的云計算革命,也只是移動互聯網時代的延伸。
AI,也可以視為對交互模式的一種底層創新:多樣性和不確定性的輸入,依托訓練好的基座大模型、配合優質的端側模型,輸出最優反饋。從指令式進階到智能化。
第一個出圈的產品是Chatbot,但其局限在大語言模型LLM。而為了追求通用人工智能(AGI),未來輸入和輸出一定都是多模態的,如此才符合與終端使用者交互的需求。
隨著AI多模態大模型逐漸成熟,2025 年開始會涌現更多綜合性多模態交互,將深度結合數據集、文本、音頻、視頻等實現更高維度的人機交互層級。被暢想超過10年的AIOT,也將第一次可能迎來爆款產品潮。
2.Deepseek意外加速低成本、低功耗的到來
訓練時追求Scaling law。但即使財大氣粗的美國大廠再不關注成本,僅現在改造全球一年出貨量1000多萬臺的服務器,年投入量就高達數千億美元以上了。
而推理時代無疑要將所有的智能終端都AI化,手機、耳機、電視、電腦、音箱、家電……合計年出貨量接近30億臺,如果仍然是高成本改造,要投入的天文數字顯然是完全不可行的。
春節期間爆火的國產開源模型DeepSeek V3橫空出世。在其工程技術創新中,用到的多頭潛在注意力(MLA,Multi-Head Latent Attention),成為其降低推理成本的關鍵,MLA大幅優化了Transformer架構中的KV Cache機制,顯著減少了推理過程中所需的硬件資源,從而降低了推理成本。
對產業鏈的意義在于,優質開源模型降本速度如此之快,靠這些模型蒸餾出來的小模型,將加速推理時代的到來:模型能力平民化,部署成本大幅降低。多模態AI為基礎,低成本實現普惠,數十億量級的智能終端,終將見到全面AI化的可能。
圖:全球主要智能終端出貨量 資料來源:IDC
3. 已經有了令人振奮的探路式新產品——眼鏡
AI+低成本,將帶動硬件的爆發的推論并非臆測。
2024年初,被市場寄予厚望的蘋果頭戴式產品MR遭遇滑鐵盧,事后來看失敗的原因是沒有基于AI交互、成本還高昂,等于是捅了自己兩刀。
意外成功的卻是不被人關注Ray-Ban Meta 眼鏡,2024 年發售銷量突破 200 萬副,顯示了 AI 與傳統眼鏡結合后顯現的巨大市場潛力,另外值得一提的是,這款眼鏡的售價只有MR的十分之一不到。
02 芯片角度,ASIC和端側SOC將接棒GPU
尋找新的智能載體一直是產業鏈的追求,最大的機會當然在AI終端本身。但是在最大的敘事之外,我們觀察到,AI終端的爆發,可能將打開國產芯片一次難得的追趕窗口期,顯然也是值得我們重視的“支線任務”。
1. 步入GPU時代霸權的后期
GPU是當下的巔峰。
但去年下半年以來,英偉達霸權的兩道裂縫越撕越大:一個是博通預計2027年ASIC芯片將達到 600-900 億美元,一個是Deepseek的訓練GPU小時數據估算只有同類模型的25%左右。
隨著英偉達信仰的松動,美股對芯片的關注點逐漸從GPU,轉到了新的數字芯片,即ASIC和AI終端芯片,兩個方向都孕育著新的產業機會。AI終端芯片,其AI功能將依靠NPU模塊實現,相對服務器,還要求成本、能耗、可靠性、安全和個性化,搭載NPU模塊的SOC將是最優解。
隨著AI帶來量價齊升的機遇,Market Reaserch預計,全球SOC市場規模到2032年將超過3200億美元。
圖:AI終端芯片給SOC帶來新的機會 資料來源:國海證券
2. 聚焦端側芯片AI SOC
SOC,system on chip,直接翻譯過來就是把計算和其它電子系統系統集成在一塊硅片上,也被稱為系統級芯片(SOC)。
根據市場已有的主流SOC,其硬件功能一般集成了CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、NPU(神經網絡處理器,實現AI功能的關鍵)、ISP(圖像信號處理器,手機攝像頭的核心)、多媒體視頻編解碼器、WIFI、多種接口等。
但是完整的SOC系統,除了硬件設計之外,還要提供系統級的軟件參考設計,包括如安卓、鴻蒙的OS,以及配套的驅動軟件、算法、中間件。
集成各種軟件和硬件功能的SOC,是一個真正的多面手,可以處理數字信號、模擬信號、混合信號,甚至射頻信號,常常應用在嵌入式系統中,廣泛搭載在手機,可穿戴、智能音箱、智能汽車等各個智能終端上。
圖:SOC示意圖
也正是由于硬件設計難度高,軟件還具有生態壁壘,SOC這個約1600億美元的大賽道,主要被高通、聯發科、蘋果、三星等少數企業壟斷,比如高通由于壟斷SOC變得肆無忌憚,時常揮舞專利的大旗,讓下游手機廠苦不堪言。
在手機和智能車機時代,國產SOC芯片被壓著打毫無還手之力。國內SOC企業,只能在一些邊緣市場中苦苦掙扎,比如電視機、白牌機、學習機。
國內此前真正完成突破的是華為,其子公司海思設計的SOC芯片,由于硬件設計能力強,又依托華為手機的生態,靠年出貨量超1億部,一度威脅到蘋果的生存,只不過后來被美國系統性針對,導致國內的SOC行業又陷入寂靜的長夜。
比市場規??焖贁U大更激動人心的是,AI推理時代,現有海外壟斷的格局將生變,AI終端芯片中的國產企業可能迎來翻身良機。
AI在邊緣側的應用越來越廣泛,SOC將更加變成集成人工智能(AI)和邊緣計算能力的系統級芯片,成為AI SOC, 算力達到幾十甚至數百TOPS。除了硬層面的更新,AI大模型還將導致傳統OS生態開始松動,即基座大模型掌握話語權而不一定是傳統的OS企業。
產業鏈話事人的變化,隨著而來的就是供應鏈的重新洗牌,對于軟硬件并重的SOC更是如此。比如字節AI耳機選的主控芯片是恒玄科技、智能玩具選的主控SOC是樂鑫科技,而不再是高通聯發科一統江湖。
03 如何看待國產SOC芯片的前景?
以前,國產SOC企業的舉步維艱,除了硬件設計的差距之外,更讓人難以逾越的是封閉的生態。國產SOC企業始終陷在“先有蛋還是先有雞”的死循環中。
如上所述,AI對智能終端的重塑,將不亞于新能源對汽車行業的改造,除了終端霸主格局可能生變之外,被圍困許久的國產SOC企業,也可能迎來換道超車的機會。
1 國產SOC企業的技術能力并不弱,生態重構將給國產企業一次難得的機會
國內企業由于制程為代表的硬件性能落后,軟件生態又切不進去,一般大家的印象就是國產的技術實力不行。但實際上,在夾縫中求生存的國產SOC企業技術實力并不弱。
靠份額說話的有力論據也有幾例。除了曾躋身世界第一梯隊的華為海思外,未上市的紫光展銳在4G手機SOC中也是主流玩家,晶晨股份在機頂盒、電視機行業中都具有跟海外龍頭掰手腕的能力。
更能說明問題的是,在最近幾年中,我們觀察到只要產品生態解耦重構,國產芯片基本上都能抓住機遇:
隨著國內電視機廠商,以海信、小米、TCL為代表的企業,在全球市場份額快速提升,晶晨股份等企業在TV用SOC中份額也隨之提升,實現共榮。
國產掃地機器人石頭科技、科沃斯成為主流品牌,全志科技、瑞芯微的出貨量明顯快速增長,相互成就。
智駕開始被國內企業主導,地平線份額將快速提升到40%左右,其他黑芝麻智能等也擁有一席之地,成為國產域控SOC的一針強心劑。
TWS耳機、手表中,也開始出現眾多國產芯片廠的身影。
AI終端,將重構智能產業鏈分工。以前開發一個SOC芯片,必須打入手機才能在其他市場中生存。但現在面向AI,大家都是在同一起跑線上,甚至在要求的低成本、低功耗的場景中,國產企業還更勝一籌。
不同于手機,AI的下游比較分散,耳機、手表、音箱、玩具、掃地機器人等設備所強調的功能各不相同,過去開發一款手機SOC,然后在其他領域做閹割版的方式不再行得通,國產企業內卷式快速響應的打法,更為下游客戶所青睞。正像云計算,帶來了白盒化趨勢和光模塊解耦。
另外脫鉤斷鏈的背景下,下游的國內客戶更加扶持國產供應,比如說字節選用樂鑫科技、恒玄科技等。
2.主要國產SOC企業盤點
除海思和展銳外,大部分SOC企業都已經完成了上市,這些公司收入和利潤體量都不大。但2024年以來,他們的基本面都在發生著積極的變化,未來值得關注。
從跟著喝湯,到上桌吃肉,國產SOC芯片的翻身機會,在AI時代被開啟。
圖:AI終端芯片主要上市企業的數據
(1)兆易創新
兆易創新作為全球利基型存儲和國內MCU的雙龍頭,基本盤的競爭實力相當突出。
未來在AI端側芯片新品中,主要亮點在CUBE技術的堆疊DRAM,可能成為解決端側存算瓶頸最優方案,甚至被譽為端側的HBM,實際功耗只有 HBM 的三分之一不到,這對于強調低功耗的端側尤為關鍵,據了解已經有手機大客戶導入該方案。
(2)瑞芯微
布局下游為AIoT+汽車+機器人,是上市公司中對算力追求最為堅定的SOC企業,國內制程也最為領先??蛻舾采w面廣:BAT、美團、聯想、小米、美的、創維、科沃斯、OPPO、步步高、視源、宇視、宇樹。
產品又分為獨立的SOC和內置NPU的AISOC。公司SOC芯片拳頭產品3588是國內旗艦,在中高端消費場景中是少數可選的國產芯片,可對標高通。目前能夠最多提供6TOPs算力的芯片,支持端側3B參數級別的模型部署。下游典型應用:機器人、邊緣服務器、智能駕駛等。
預期瑞芯微在今年將推出的獨立NPU協處理器,以及下一代旗艦3688,算力實現跨越式提升,單顆芯片算力20-30TOPs ,SOC+NPU組合可完成端側10B-100B參數模型部署。
(3)恒玄科技
公司的殺手锏技術在于自主研發的低功耗多核異構嵌入式SOC技術、藍牙和WIFI連接技術,被譽為低功耗之王,這是在無線音頻、智能手表和智能家居這些細分市場鍛煉出來的看家本領。下游客戶包括:所有主流安卓品牌,安克創新、漫步者;谷歌、百度、阿里、字節等互聯網公司;格力、海信等家電品牌。
公司在第三方TWS耳機中份額第一(字節的Ola Friend AI耳機為恒玄供應),是國內龍頭。手表、手環作為第二增長曲線,已經占據了公司近3成的收入。公司的低功耗能力,剛好契合了AI時代的需求。2023年公司推出的BES2700系列已經站穩腳跟,新一代6nm BES2800主控芯片也完成流片,集成多核CPU、GPU、NPU、存儲、低功耗WIFI、雙模藍牙,開始進行推廣。
AI眼鏡將成為公司最新的增長引擎;公司下一代2900芯片預計將加速推出,協同打造國產輕量化AI眼鏡,預計將導入多個項目。
(4)晶晨股份
晶晨股份已有的產品主要是機頂盒和TV主控芯片,機頂盒主控芯片全球出貨量第一,TV主控芯片全球前三,公司點的技能包為SOC中的視頻編解碼。
AI方向上,公司已有超過15款商用芯片配置自研的端側AI算力單元,自主研發業內首款集成4K和AI功能的6nm商用芯片S905X5,能完成本地同聲翻譯、同聲字幕等功能;且公司其他在研項目較多。
圖:晶晨股份2024年半年報披露的在研項目
(5)中科藍訊
中科藍訊做白牌TWS耳機SOC起家,競爭力在高性價比和快速響應速度??蛻簦喊俣?、小米、科大訊飛、TCL、聯想、摩托羅拉、傳音、realme等。
比如最近大火的字節,中科藍訊公司的訊龍三代BT895X芯片,迅速完成了與火山方舟MaaS平臺的對接,可向用戶提供適配豆包大模型的軟、硬件解決方案,能滿足AI耳機端側對語音處理、高速音頻傳輸等的需求,現階段已經適配了實時翻譯、會議紀要、實時對話等功能。
(6)全志科技
老牌的SOC企業,優勢在能夠及時發現產業鏈上下游機會,市場拓展能力強。主要應用方向:1)智能音箱,切入了小度、小米、天貓精靈;2)掃地機器人,石頭、小米、美的、追覓等品牌;3)AI教育,科大訊飛、作業幫;4)盒子,創維、天貓。
(7)樂鑫科技
扎根物聯網領域,優勢在能夠提供“連接+處理”的系統系解決方案,是物聯網領域的小高通。其“處理”以MCU為核心,包括AI計算;“連接”以無線通信為核心,包括Wi-Fi、藍牙和Thread、Zigbee技術。
隨著AI浪潮,公司芯片產品逐漸從 WIFI MCU 這一細分領域擴展至更廣泛的AISOC。被大家全面關注到,是由于字節與樂鑫科技深度合作:
在 2024 年火山引擎冬季 FORCE 原動力大會上,火山引擎與樂鑫科技、ToyCity 等聯合發布 AI + 硬件智躍計劃。該計劃將結合豆包大模型、火山引擎的擬人化語音對話、ToyCity 的潮玩設計、樂鑫科技的 AI 芯片等產品力積累,推動 AI 潮玩的普及化。
樂鑫科技在合作中提供一站式 Turnkey 解決方案,根據產品需求,提供側重陪伴屬性時注重互動性與擬人化設計的方案,產品形態復雜時增加邊緣 AI 功能,實現從簡單按鍵控制升級為語音喚醒控制,通過語音識別、情感識別和互動對話等功能。
樂鑫科技為下游提供物聯網芯片、模組及相關軟件技術支撐,其 ESP32S3 和 ESP32 - P4 產品線添加了邊緣 AI 功能,可應用于桌面機器人、AI 陪伴產品等。
(8)翱捷科技
原來主要產品為蜂窩基帶芯片,依托通信功能,能提供AI玩具、眼鏡等的低功耗cat通信模組;近期第二代4G手機SOC將量產,這款芯片還可以用于AI眼鏡、耳機。除此之外,得益于深厚的IP積累,公司具備ASIC芯片能力:公司24年上半年收入2.34億元。
所以翱捷科技是稀缺的AI終端芯片+ASIC兩個方向都受益的公司。
(9)地平線機器人
2025年智能駕駛域控SOC將放量,搭載車將有望超過500萬輛,而且未來將可能切入人形機器人主控芯片賽道,成為中國版的FSD芯片。
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