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深度解析我国人工智能的发展情况

中国人工智能技术起步较晚,但是发展迅速,目前在专利数量以及企业数量等指标上已经处于世界领先地位。2013-2018年,全球人工智能领域的论文文献产出共30.5万篇,其中,中国发表7.4万篇,美国发表5.2万篇。在数量占比方面,2017年中国人工智能论文数量占比全球已经达27.7%。当前中美两国之间人工智能科研论文合作规模最大,是全球人工智能合作网络的中心,中美两国合作深刻影响全球人工智能发展。

中国人工智能技术起步较晚,但是发展迅速,目前在专利数量以及企业数量等指标上已经处于世界领先地位。2013-2018年,全球人工智能领域的论文文献产出共30.5万篇,其中,中国发表7.4万篇,美国发表5.2万篇。在数量占比方面,2017年中国人工智能论文数量占比全球已经达27.7%。当前中美两国之间人工智能科研论文合作规模最大,是全球人工智能合作网络的中心,中美两国合作深刻影响全球人工智能发展。

2019年中国AI芯片市场规模约为115.5亿元,在5G商用的普及和政策、技术等各因素的推动下,AI芯片有望在云计算、安防、消费电子、机器人等领域实现大规模商用,预计2021年AI芯片市场规模将达到436.8亿元。但值得注意的是,随着人工智能技术的加速普及,下游应用领域对AI算力和能耗的要求越来越高,传统冯诺依曼架构式芯片的瓶颈逐渐显露,AI芯片将朝着存算一体化方向发展。有分析师认为,存算一体AI芯片的发展前景虽受到广泛认可,但整体仍处在发展的起步阶段。从实现计算与存储的融合设计,到技术的落地、量产、规模化商用,还有较长阶段。能够率先实现技术、产品突破的企业将更容易获得资本、人才、市场的支持。

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我国人工智能发展全球论文占比情况

相关调查机构数据显示, 截至2017年12月31日,中国人工智能专利申请数达46284件。随着国家大力提倡、投入研发逐渐增加,人工智能运用到越来越多的行业领域,未来相关专利数量应当会持续增加,人工智能技术产业化发展前景向好。

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截止2017年我国人工智能专利申请数量

2018年中国人工智能领域共融资1311亿元,增长率超过100%,投资者看好人工智能行业的发展前景,资本将助力行业更好地发展。随着人工智能技术的进一步发展和落地,深度学习、数据挖掘、自动程序设计等领域也将在更多的应用场景中得到实现,人工智能技术产业化发展前景向好。

1.中国步入技术驱动增长的高质量发展阶段,政策将持续加码推动芯片全面国产化

中国数字经济产业已经成为驱动经济增长的新动能,2019年数字经济规模占GDP的比重达36.2%;作为数字经济产业底层基础的集成电路,却严重依赖进口,2020年前八个月,中国集成电路进口金额超过万亿元;未来政策将持续加码发展集成电路产业,实现芯片全面国产化。

2.中国AI芯片有望引领国产芯片实现弯道超车,预计2023年中国AI芯片市场规模将突破千亿元

5G基站、大数据中心、人工智能等新型基础建设的完善,促使AI芯片成为引领芯片行业未来发展的重要方向;政策、资本、技术、市场等多重因素将驱动AI芯片这一新赛道快速发展,中国芯片有望实现弯道超车;预计2023年中国AI芯片市场规模将超过千亿元。

3.存算一体化AI芯片是未来主流方向,受益于下游需求的强劲驱动力而快速发展

人工智能产业的成熟化发展驱动AI芯片由通用型向专用型发展,急剧增长的数据量对AI芯片的性能以及能耗提出了更高要求;能够兼具性能和成本的存算一体化AI芯片符合未来发展趋势,在下游需求的推动下有望快速发展。

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AI芯片概念描述直观图

人工智能,作为计算机科学最前沿的发展方向,同时也是新一轮产业变革的核心驱动力,具有巨大的市场前景。面向人工智能应用的AI算法,除具有传统算法一般的性能特征,还具备处理大量非结构化数据、处理过程计算量大、参数量大等新特质,亟须强大的运算能力和高效的访存能力支撑。

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人工智能相关学科及关联关系

4.中国人工智能未来热度持续

目前中国整个人工智能产业规模仍在保持增长,同时国家也在不断出台各类人工智能产业扶持政策,资本市场对人工智能行业的投资热情不减,技术方面不断突破是产业增长的核心驱动力。

未来人工智能产业的走向取决于算法的进步,由于算法的技术突破是决定人工智能上限的,所以未来人工智能企业拉开差距就在算法的技术突破上,谁能先在算法上取得成功,谁就能取得资本市场青睐,同时产业落地也会进一步提速。在算法方面,目前已经有深度学习和神经网络这样优秀的模型,但就目前国内人工智能算法的总体发展而言,工程学算法虽已取得阶段性突破,但基于认知层面的算法水平还亟待提高,这也是未来竞争的核心领域。

虽然算法决定人工智能上限,但是目前的算法短时间内可能很难有所突破,所以算力也是目前人工智能企业竞争的一个重点方向,以目前的算力水平,主要实现商业化的人工智能技术为计算机视觉、智能语音等,未来若算力进一步突破包括算力的提升、生产成本的降低都会使人工智能技术的产业化进一步深入。

5.人工智能技术逐渐成熟,5G或助推商业落地提速

随着人工智能技术的进一步成熟,未来企业商业应用能力将成为资本重要考核因素。同时随着5G商用时代的逐渐来临,人工智能技术连接效率也将进一步提升,深度学习、数据挖掘、自动程序设计等领域也将在更多的应用领域得到实现。

6.未来中国人工智能企业将逐渐形成产业分工

目前中国的人工智能企业部分还处在各自为营的态势,还未完全形成产业分工。但是目前市场已经逐渐显现出细产业分工的态势,在底层基础构建方面,腾讯、阿里巴巴、百度、华为等企业依托自身数据、算法、技术和服务器优势为行业链条的各公司提供基础资源支持;而科大讯飞、格灵深瞳、融合现实和旷视科技为代表的企业将主要以计算机视觉和语音识别为方向;在硬件方面则有深兰科技、地平线机器人、华为、小米等企业深入研发。未来随着各项技术逐渐成熟,有些企业将会退出某些方向的竞争,专项研发自身优势方向,整个人工智能行业会形成一个产业分工、合作大于竞争的局面。

随着数字化转型不断深入,中国数字经济规模持续增加。2019年中国数字经济规模达35.8万亿元,占GDP比重为36.2%。有分析师认为,数字经济蓬勃发展是大势所趋,人工智能、云计算、5G 等新型基础设施构成推动数字经济发展新引擎。AI芯片作为人工智能的核心关键,受益于数字经济发展浪潮,拥有广阔前景。

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面对芯片产业核心技术受限于外国的现状,近几年中央出台多项重大产业政策扶持集成电路、人工智能等产业发展,各省市同时积极跟进,利好政策全方面密集落地,从税收减免、创新鼓励、基础设施建设到资金支持等多角度为AI芯片行业发展营造良好政策环境。

数据显示,2020上半年,中国集成电路企业登记申请的集成电路布图设计数量达5176件,同比增长78.2%,其中广东、江苏、上海为数量排名靠前的三大地区,贡献了六成以上的总数。有分析师认为,中国集成电路企业积极研发,一方面是国内下游市场需求广阔,另一方面是受中美贸易影响。企业主动或被动式研发都将夯实AI芯片行业发展基础,推动中国集成电路行业实现赶超。

数据显示,2019年全球人工智能芯片市场规模为110亿美元。随着人工智能技术日趋成熟,数字化基础设施不断完善,人工智能商业化应用将加速落地,推动AI芯片市场高速增长,预计2025年全球人工智能芯片市场规模将达726亿美元。

AI芯片主要运用在云端和终端(包括边缘端),不同场景的应用对AI芯片的性能提出了不同要求。在以传统冯诺依曼架构方式为主的AI芯片市场中,当运算能力发展到一定程度,存储部件就决定了AI芯片的性能上限,同等条件下,“存算一体”架构能够有效降低AI芯片能耗和成本,突破“存储墙”难题,是AI芯片未来发展主流方向。

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目前AI技术及应用场景大多体现在图像识别、语音识别等弱AI上,随着场景的广泛覆盖以及AI技术的进一步发展,AI芯片产品也将更加细分多元。有分析师认为,AI芯片商用前景广阔,但落地困难的局面导致行业并未形成稳定的市场格局,对于行业新老玩家而言是挑战,更是机遇。

2019年中国AI芯片市场规模约为115.5亿元。5G商用的普及将催生AI芯片在军用、民用等多个领域的应用需求,中国政府也有望趁5G的领先优势,倾注大量资源发展AI芯片,抢占科技战略制高点。在政策、市场、技术等合力作用下,中国AI芯片行业将快速发展,在国际上的话语权也将持续加强,预计2023年市场规模将突破千亿元。

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2019年全球云计算市场规模近2000亿美元,随着全球数字化的深入发展,云计算市场规模将持续增长,预计2023年全球云计算市场规模将超过3000亿美元。

安防领域是终端AI芯片典型的应用场景,因图像识别技术以及大数据技术发展较为成熟,智能安防的发展和普及相对较快。2019年中国安防行业市场规模达到8260亿元,并且在过去五年保持不低于10%的增长速度。在一系列政府项目如“平安城市”、“雪亮工程”的推动下,智能安防将成为中短期内AI芯片落地的最佳场景。

芯片是信息化时代、数字化时代的基石。中国作为全球最大的半导体消费市场,芯片自给率不足,严重依赖进口。为发展国产芯片,实现进口替代,近年来政府出台了一系列政策支持国产芯片行业发展。今年7月份,利好政策再度加码,国务院发文表示将从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等8个方面进行扶持,以加快集成电路和软件产业发展。国家重磅利好政策的陆续出台,将推动芯片国产化进程提速,芯片行业将获得广阔的国产替代空间。

全球机器人出货量逐年走高,预计2023年将突破2000万个。目前中国AI技术仍是弱AI阶段,不具备自主推理能力,与市场期待存在一定距离。机器人的智能化程度将在技术和市场的双向驱动下逐步增强,AI芯片需求爆发性增长还需时日,但市场潜力巨大。
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