智能物聯(lián)網(wǎng)芯片景氣復(fù)蘇

吳新竹

智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）是將人工智能與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的技術(shù)，2023年下半年起，得益于高性能SoC、Wifi芯片、高清視頻解碼芯片的研發(fā)及商業(yè)化，AIoT相關(guān)芯片公司的業(yè)績(jī)陸續(xù)走出谷底，2024年一季度，部分上市公司的業(yè)績(jī)修復(fù)，個(gè)別公司營(yíng)收已接近歷史高峰水平，行業(yè)景氣復(fù)蘇。

以ChatGPT為代表的生成式AI系統(tǒng)給智能家居的交互方式帶來升級(jí)，未來可以應(yīng)用于智能音箱、可穿戴設(shè)備等為代表的智能家居產(chǎn)品，令產(chǎn)品反饋的豐富程度及準(zhǔn)確性大幅提升，對(duì)用戶意圖的理解會(huì)更加“智能”，從而改善消費(fèi)者的體驗(yàn)，為智能家居打開新的成長(zhǎng)空間。AI SoC為邊緣算力的承載體，有望跟隨IoT設(shè)備的智能化浪潮實(shí)現(xiàn)快速成長(zhǎng)，2027年中國(guó)AIoT SoC芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2794億元。

盈利修復(fù)

2022年消費(fèi)電子行情低迷，受此影響相關(guān)芯片產(chǎn)品盈利式微，行業(yè)進(jìn)入下行周期，芯片設(shè)計(jì)公司仍保持較高的研發(fā)投入，推動(dòng)新一代芯片的研制。AIoT SoC芯片是應(yīng)用于AIoT設(shè)備主控制器上的集成化芯片，是數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的中心，集成了中央處理器、圖形處理器、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器、視頻編解碼器、音頻解碼器、顯示控制器、內(nèi)存系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、輸入輸出子系統(tǒng)等多功能模塊，AIoT SoC芯片則集成多個(gè)AI模塊，該類芯片不僅可滿足消費(fèi)電子的智能化升級(jí)需要，還能實(shí)現(xiàn)AI處理、音視頻處理、智能語(yǔ)音等功能。

隨著終端庫(kù)存出清以及高性能芯片的商用上市，2023年下半年起，AIoT SoC走出谷底。2023年，樂鑫科技營(yíng)業(yè)收入同比增加12.7%，扣非歸母凈利潤(rùn)同比增加63.6%，物聯(lián)網(wǎng)芯片全球累計(jì)出貨量突破了10億顆，公司芯片產(chǎn)品已從Wi-Fi MCU這一細(xì)分領(lǐng)域擴(kuò)展至AIoT SoC領(lǐng)域；恒玄科技營(yíng)業(yè)收入同比增加46.6%，扣非歸母凈利潤(rùn)同比增加136%；全志科技智能終端應(yīng)用處理器芯片收入同比增長(zhǎng)12.4%。

AI大模型在邊緣、終端的本地化、小型化部署趨勢(shì)更加清晰，2024年一季度，瑞芯微在汽車電子、工業(yè)應(yīng)用、機(jī)器視覺等領(lǐng)域同比大幅提升，營(yíng)收增長(zhǎng)約64%-67%，實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)6000萬-7000萬元，相比之下，該公司2021-2023年各年一季度分別實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)1.1億元、8415萬元和-1838萬元，2024年第一季度利潤(rùn)顯著回升。2024年一季度，晶晨股份實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入13.8億元，同比增長(zhǎng)33.1%，與歷史收入高點(diǎn)2022年一季度的14.8億元相比差距較小。

SoC具有集成度高、功耗低、發(fā)熱小、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，在視頻編解碼及視覺處理等方面實(shí)現(xiàn)多格式兼容，從終端產(chǎn)品來看，TWS耳機(jī)、智能手表、VR/AR等可穿戴設(shè)備的SoC市場(chǎng)長(zhǎng)尾客戶較多，瑣碎又繁多的場(chǎng)景不適合芯片巨頭的商業(yè)模式，芯片巨頭通常適合龐大的單品類市場(chǎng)，如手機(jī)SoC、個(gè)人電腦CPU、GPU等。SoC更多追求的是低功耗帶來的續(xù)航時(shí)間，給國(guó)產(chǎn)廠商創(chuàng)造出發(fā)展空間。研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，AIoT SoC芯片中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，2027年將達(dá)到2794億元。

在視頻領(lǐng)域，消費(fèi)領(lǐng)域支持8K解碼的智能盒子近年開始出現(xiàn)，超高清視頻產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)于2023年11月起實(shí)施，醫(yī)療健康、安防監(jiān)控、工業(yè)可視化、智能交通等超高清新業(yè)務(wù)對(duì)8K高清顯示的需求增長(zhǎng)，8K標(biāo)準(zhǔn)、芯片等配套技術(shù)完善，8K技術(shù)持續(xù)突破技術(shù)短板，產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入加速成熟階段，相關(guān)芯片的出貨量提高。

Wi-Fi是支撐智慧城市和智慧家庭發(fā)展的重要技術(shù)，過去主要有2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，而超高吞吐量和低延遲應(yīng)用程序日益增多，智能家居、智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展以及模擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、高清、超高清等領(lǐng)域的推進(jìn)要求Wi-Fi技術(shù)朝著更快速度、更低延遲、更高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量等方向不斷演進(jìn)。國(guó)泰君安指出，考慮到頭部物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備商的市占率接近，且產(chǎn)品策略類似，市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)充分，各廠商將以低于或接近成本價(jià)的價(jià)格銷售硬件，國(guó)內(nèi)廠商在產(chǎn)業(yè)鏈整合等環(huán)節(jié)具有成本優(yōu)勢(shì)，能夠應(yīng)對(duì)降本要求，將充分受益于AIoT的持續(xù)滲透。

智能家居創(chuàng)新發(fā)展

掃地機(jī)器人、可穿戴設(shè)備、智能音箱、智能電視是常見的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。掃地機(jī)市場(chǎng)2023年快速?gòu)?fù)蘇，國(guó)產(chǎn)品牌的自主導(dǎo)航產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，掃地機(jī)對(duì)避障功能的追求不斷提高，國(guó)產(chǎn)品牌陸續(xù)推出了集成AI物體識(shí)別及避障功能的中高端產(chǎn)品。針對(duì)這一市場(chǎng)趨勢(shì)，國(guó)產(chǎn)芯片廠商研制出面向中高端掃地機(jī)的新一代高性能八核+AI專用算力芯片及解決方案。

可穿戴設(shè)備廠商越來越多地引入生成式AI，例如，智能手表通過深度學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理技術(shù)，能夠理解用戶的語(yǔ)言和行為，從而提供更加個(gè)性化的建議和服務(wù)。割草機(jī)、仿生機(jī)器人以及送餐倉(cāng)儲(chǔ)等產(chǎn)品均需要更高級(jí)的AI智能算法，以具備識(shí)別、避障和智能導(dǎo)航等功能，需要芯片公司在激光、視覺、ITOF、雙目等傳感器技術(shù)上持續(xù)深度開發(fā)，推出解決方案。

智能音箱銷量的爆發(fā)主要集中在2018年和2019年，但由于智能化升級(jí)緩慢，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品生態(tài)建立不完善，與其它家居設(shè)備的互聯(lián)互通能力受到限制，其消費(fèi)者體驗(yàn)曾一度不佳。

國(guó)泰君安證券指出，國(guó)內(nèi)智能音箱銷量于2020年達(dá)到峰值3785萬臺(tái)，并從2022年開始快速下滑，當(dāng)年銷量環(huán)比下降了28%。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)面臨增長(zhǎng)瓶頸，頭部廠商積極將大模型引入智能音箱，有望刺激新需求，預(yù)計(jì)從2024年開始國(guó)內(nèi)智能音箱的年銷量將保持在2000萬臺(tái)左右的穩(wěn)態(tài)水平。

目前，百度、小米、天貓精靈等國(guó)內(nèi)智能音箱巨頭歷經(jīng)多年的布局，各自的產(chǎn)品生態(tài)圈建設(shè)已趨于完善。以GPT4為代表的大模型所具備的多模態(tài)能力將大幅提升終端應(yīng)用的智能化體驗(yàn)，智能音箱的語(yǔ)音、視頻交互能力有望得到充分升級(jí)。國(guó)產(chǎn)芯片已能夠定制出場(chǎng)景化的智能助理例，如天貓精靈SOUND系列已接入大模型終端操作系統(tǒng)。

智能電視正處于AI技術(shù)深度重構(gòu)的初期，需要提升SoC中的CPU算力、附加專屬的AI內(nèi)核和DSP、提供更加豐富的音視頻擴(kuò)展接口，以及降低功耗增加續(xù)航時(shí)間。環(huán)境智能將成為智能家居平臺(tái)能力升級(jí)的重要方向之一，基于對(duì)空氣、光照、用戶動(dòng)態(tài)等信息的集中收集和綜合處理，智能家居平臺(tái)將逐步構(gòu)建對(duì)用戶需求的感知乃至預(yù)判能力，從而推進(jìn)人機(jī)交互無感化、場(chǎng)景服務(wù)個(gè)性化發(fā)展。

邊緣AI方興未艾

RISC-V掀起了開源硬件和開放芯片設(shè)計(jì)的熱潮，計(jì)算架構(gòu)的開放激發(fā)開源硬件創(chuàng)新，而鴻蒙系統(tǒng)具有“跨終端、分布式”的特點(diǎn)，為不同設(shè)備的智能化、互聯(lián)和協(xié)同提供了統(tǒng)一的語(yǔ)言，在不通過云端協(xié)助下，用戶可以通過鴻蒙硬件連接形成集群算力，來解決對(duì)算力需求較高的端側(cè)任務(wù)，對(duì)端側(cè)硬件算力的要求大大解放。

如今的云計(jì)算+物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，應(yīng)用在云端和邊緣計(jì)算服務(wù)器上的AI芯片是以GPU為代表的強(qiáng)通用性芯片，終端AI芯片更多是將AI功能模塊結(jié)合CPU、GPU、ISP等模塊融合進(jìn)SoC中，并針對(duì)語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別等不同的應(yīng)用場(chǎng)景完成定制化設(shè)計(jì)，同時(shí)需要做好性能與功耗的平衡。海量的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備是邊緣AI的主要落地場(chǎng)景，而AI SoC為邊緣算力的承載體，有望跟隨IoT設(shè)備的智能化浪潮實(shí)現(xiàn)快速成長(zhǎng)。

2022年全球邊緣AI芯片的市場(chǎng)規(guī)模不足400億美元，有望在2025年突破600億美元，中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間將從2022年的50億美元增長(zhǎng)至2025年的110億美元，年化平均增長(zhǎng)率達(dá)30%。2023年全球邊緣AI芯片出貨估計(jì)為13.1億顆，包含語(yǔ)音處理類1.9億顆、機(jī)器視覺類9億顆、傳感器數(shù)據(jù)分析類1.4億顆，預(yù)計(jì)出貨量到2028年將提升至22.9億顆。

在萬物互聯(lián)、用戶需求多樣化的趨勢(shì)下，大模型與生成式AI推動(dòng)內(nèi)容與服務(wù)加速重構(gòu)，AIoT時(shí)代智能硬件技術(shù)更新快、產(chǎn)品迭代周期短，支撐AIoT芯片持續(xù)升級(jí)，功能日新月異。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的不斷增加，以及人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，AIoT芯片市場(chǎng)的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。