人工智能行业专题报告：移动AI芯片来袭嵌入式人工智能大有可为

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1、 专题报告 人工智能 人工智能人工智能人工智能 移动移动移动移动 AIAIAIAI 芯片芯片芯片芯片来袭来袭来袭来袭 行业专题报告 行业公司研究行业名称 ：杨云 执业证书编号：S0860510120006 ：021-80108034 ：wenmingxuan 报告导读报告导读报告导读报告导读 柏林时间9月2日下午华为在IFA 2017 移动端AI芯片麒麟970（Kirin 970） 投资要点投资要点投资要点投资要点 ? 嵌入式人工智能，嵌入式人工智能，嵌入式人工智能，嵌入式人工智能，是是是是AI落地的最后一公里落地的最后一公里落地的最后一公里落地的最后一公里 从PC互联网到移动互联网到智能化终

2、端，对 工智能计算主要在云端数据中心进行，非常依赖网络，具有一定的时延，且数 据传输的安全性、私密性不能得到保证。随着人们对人机交互和信息获取的智 能化要求越来越高，移动设备上会有越来越强的 本地计算， 不联网的情况下就可以做到实时的环境感知、 人机交互、 决策控制， 是解决移动终端智能的技术路径。 ? 神经网络处理单元（神经网络处理单元（神经网络处理单元（神经网络处理单元（NPU）是满足是满足是满足是满足 深度学习是当前人工智能的主流算法，其本质是人工神经网络，要求对海量数 据进行大规模并行计算， 随着摩尔定律变缓甚至失效以及传统 的计算特点无法支撑深度学习并行大规模计算的要求， 异构计算架

3、构是 术方向，为 AI 提供计算加速过程。基于各种架构的 AI 芯片研发的重点。 ? NPU处理器芯片处理器芯片处理器芯片处理器芯片有三种实现路径，有三种实现路径，有三种实现路径，有三种实现路径， 异构计算架构是新摩尔定律的方向。 GPU、FPGA、ASIC三种实现技术路径。云端 端AI的实现由于实时性、低功耗的要求， 性。 ? 投资建议投资建议投资建议投资建议 华为发布的人工智能芯片将用于10月份即将上市的 1/16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 来袭来袭来袭来袭，嵌入式，嵌入式，嵌入式，嵌入式人工智能大有可为人工智能大有可为人工智能大有可为人工智能大有可为 0860510120006

4、行业行业行业行业 人工智能 相关报告相关报告相关报告相关报告 1、2017.4.17 智能，产业爆发的拐点 2、2017.5.4 划点评 3、2017.5.4 量子计算机，助力人工智能发展 报告撰写人 数据支持人 IFA 2017柏林消费电子展上发布了全球首款 ） ，标志着嵌入式人工智能的到来。 落地的最后一公里落地的最后一公里落地的最后一公里落地的最后一公里解决解决解决解决方案方案方案方案 互联网到移动互联网到智能化终端，对AI的要求越来越高。当前的人 工智能计算主要在云端数据中心进行，非常依赖网络，具有一定的时延，且数 据传输的安全性、私密性不能得到保证。随着人们对人机交互和信息获取的智

5、能化要求越来越高，移动设备上会有越来越强的AI需求，嵌入式人工智能在 本地计算， 不联网的情况下就可以做到实时的环境感知、 人机交互、 决策控制， 是满足是满足是满足是满足AI深度学深度学深度学深度学习算法的技术方向习算法的技术方向习算法的技术方向习算法的技术方向 深度学习是当前人工智能的主流算法，其本质是人工神经网络，要求对海量数 据进行大规模并行计算， 随着摩尔定律变缓甚至失效以及传统 CPU 架构单线程 的计算特点无法支撑深度学习并行大规模计算的要求， 异构计算架构是新的技 提供计算加速过程。基于各种架构的 NPU 处理器芯片是嵌入式 有三种实现路径，有三种实现路径，有三种实现路径，有三

6、种实现路径，GPU、FPGA、ASIC方案各有千秋方案各有千秋方案各有千秋方案各有千秋 NPU处理器作为嵌入式AI的核心，有 三种实现技术路径。云端AI的实现以GPU方案为主，终 的实现由于实时性、低功耗的要求，FPGA和ASIC实现方案更具有优越 月份即将上市的Mate 10， 有望成为人工智 请务必阅读正文之后的免责条款部分 报告日期：2017年9月5日 人工智能大有可为人工智能大有可为人工智能大有可为人工智能大有可为 行业行业行业行业评级评级评级评级 人工智能 看好 相关报告相关报告相关报告相关报告 2017.4.17人工智能行业报告 人工 智能，产业爆发的拐点 2017.5.4行业点评

7、 人工智能产业规 划点评 2017.5.4 行业点评我国发布首台光 量子计算机，助力人工智能发展 报告撰写人： 杨云 数据支持人： 闻茗萱 table_page 行业专题行业专题行业专题行业专题报告报告报告报告 2/16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 证券研究报告 能在移动终端落地的标杆产品。 嵌入式人工智能是人工智能在移动终端落地的 技术方向， 将人工智能的决策部分转移到终端，NPU处理器芯片在其中发挥着 重要作用。 在嵌入式AI芯片产业链布局的公司将率先受益于嵌入式AI的发展， 建议关注中科创达（300496） 、全志科技（300458） 、富瀚微（300613） 、中科 曙光（603

8、019） 。中科创达致力于AI智能终端应用研发，已有相关产品上市； 全志科技是国内应用处理芯片龙头，AI OpenLab核心成员，在嵌入式AI方面 有较强优势；富瀚微致力于国内安防视频监控芯片主力供应商，已有内嵌海康 威视AI技术的IPC芯片面市。 中科曙光与国内AI芯片领袖寒武纪有战略合作 协议，双方合作研发人工智能应用芯片。 ? 投资风险投资风险投资风险投资风险 AI芯片技术发展不及预期，终端产品落地不及预期。 table_page 行业专题行业专题行业专题行业专题报告报告报告报告 3/16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文目录正文目录正文目录正文目录 1. AI 芯片里程碑事件芯片

9、里程碑事件芯片里程碑事件芯片里程碑事件华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机 AI 芯片芯片芯片芯片 . 5 2. 嵌入式嵌入式嵌入式嵌入式 AI 是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案 . 5 2.1. 以互联网巨头为主的人工智能仍以云端AI计算为主 6 2.2. 嵌入式AI是人工智能在移动终端等前端场景的落地的必经之路 6 2.2.1. 嵌入式AI 与云端AI 6 2.2.2. 云端AI限制了人工智能在很多前端应

10、用场景的落地。 . 7 2.2.3. 嵌入式AI具有较大商业价值，物联网及能耗要求推动嵌入式人工智能的发展 . 7 2.2.4. 自动驾驶、智能机器人、智能手机及智能家居将率先导入应用 . 8 2.3. 移动计算厂商加快布局嵌入式人工智能 8 3. NPU 神经网络处理器芯片是嵌入式神经网络处理器芯片是嵌入式神经网络处理器芯片是嵌入式神经网络处理器芯片是嵌入式 AI 的核心的核心的核心的核心 10 3.1. 传统CPU架构无法支撑深度学习要求的大规模并行运算。 10 3.2. 三种主流的NPU处理器芯片：GPU、FPGA、ASIC . 11 3.2.1. GPU并行计算优势最先投入到深度学习计

11、算中 11 3.2.2. FPGA+CPU异构架构高性能、低功耗的可编程芯片 . 11 3.2.3. ASIC低功耗、高性能的专用芯片. 12 3.2.4. GPU&FPGA&ASIC各有侧重 . 13 4. A 股相关公司梳理及投资建议股相关公司梳理及投资建议股相关公司梳理及投资建议股相关公司梳理及投资建议 13 图表目录图表目录图表目录图表目录 图 1：华为发布全球首款移动AI芯片麒麟970 . 5 图 2：麒麟970-创新HiAI移动计算架构 5 图 3：AlphaGo所用的数据中心 6 图 4：云端AI计算过程 6 图 5：物联网大数据 7 图 6：机器学习原理 7 图 7：Intel

12、 Myriad2 视觉处理芯片 . 9 图 8：中星微NPU架构 9 图 9：深度学习神经网络 10 图 10：机器学习原理 10 图 11：CPU VS GPU架构 11 图 12：GPU加速深度学习训练 . 11 图 13：Google TPU板卡 . 12 图 14：GPU加速深度学习训练 . 12 图 15：中科创达子公司 ThunderView 展示了食物识别效果 14 淘宝店铺 “Vivian研报” 收集整理 获取最新报告及后续更新服务请淘宝搜索 “Vivian研报” table_page 行业专题行业专题行业专题行业专题报告报告报告报告 4/16 请务必阅读正文之后的免责条款部分

13、 图 16：富瀚微营业收入 14 图 17：富瀚微归母净利润 14 表 1：云端AI VS 嵌入式AI 7 表 2：移动计算厂商布局嵌入式人工智能 9 表 3：巨头布局AI芯片 12 table_page 1. AI 芯片里程碑事件芯片里程碑事件芯片里程碑事件芯片里程碑事件华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机 柏林当地时间9月2日下午， 华为在 该芯片是全球首个集成独立人工智能专用 的是创新的HiAI移动计算架构， 内置八核 小核心（CPU） 】 、Mail-G72MP12（GPU）和深度学习神经网络单元（ AI计算能力，在处理同样的AI应用任务时，

14、新的异构计算架构能够提高 该芯片支持语音识别、人脸识别、场景识别等多个人工智能场景的处理。 图图图图 1：华为发布全球首款移动：华为发布全球首款移动：华为发布全球首款移动：华为发布全球首款移动AI芯片麒麟芯片麒麟芯片麒麟芯片麒麟970 资料来源：机器之心，浙商证券研究所 麒麟970提供双ISP图像处理单元和 下，吞吐量增加25%，支持AI场景识别、人脸追 云端的人工智能是目前各大科技巨头极为重视的一个方向，华为也在着力布局人工智能云服务。云服务的优势在 于数据存储，但机器学习应用将计算与存储任务交给云端时会产生如延迟、稳定性、安全性、隐私性等弊端，在部署 到手机端之后，结合终端计算优势，芯片和

15、云服务各自负责不同的认为，弥补了云的缺陷。因此华为 备AI+云AI，华为认为所有延迟、敏感类的应用都是需要在设备端进行处理的。另外，在网络连接不通的情况下，人 们也需要依赖设备本地的处理能力。 在云服务器端，我们可以看到谷歌、英伟达等公司已经推出了针对人工智能任务优化的新型芯片。在移动设备领 域， 麒麟 970 第一次将人工智能硬件带进了手机。 移动端计算能力的提升会使人工智能的应用走出瓶颈， 带来更多、 更丰富的用户体验。 2. 嵌入式嵌入式嵌入式嵌入式 AI 是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案

16、是人工智能在移动终端落地的最后一公里解决方案 人工智能算法过程大致可分为数据收集与决策两部分，其中，数据收集方面，因需要大量运算，应在云端进行。 决策方面，目前各国仍以云端发展为主。 息安全的担忧以及功耗对产品设计带来的挑战等。受此影 未来它的发展将使设备端具有更高的智能。 _page 5/16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机华为发布全球首款手机 AI 芯片芯片芯片芯片 IFA 2017柏林消费电子展上发布了全球首款移动端 该芯片是全球首个集成独立人工智能专用NPU神经网络处理单元的移动芯片，采用台积电的 内置八核CPU【ARM的big.LITTLE多核架构， 四个Cortex ）和深度学习神经网络单元（NPU） 。NPU运算能力达到 应用任务时，新的异构计算架构能够提高25倍的CPU性能和 该芯片支持语音识别、人脸识别、场景识别等多个人工智能场景的处理。 970 图图图图