AI國(guó)芯破局行業(yè)切入成長(zhǎng)期

——2018人工智能行業(yè)投資策略證券分析師：劉高暢A0230517100003劉洋A0230513050006劉暢A0230516090003孫家旭A0230517070008聯(lián)系人：黃忠煌、郭雅綺2017.11.22聯(lián)系人：黃忠煌、郭雅綺22 33 2016.11 2017.7 瓶頸、技術(shù)、發(fā)展階段、未來機(jī)會(huì)來看，人工線為教育、醫(yī)療。特征為技術(shù)確定性高、空間較模化優(yōu)勢(shì)而進(jìn)展較慢。三線為金融、與智能駕駛漲148%（截至2017.11.20）。產(chǎn)業(yè)面4 55算力是AI基礎(chǔ)需求算力算力是AI基礎(chǔ)需求算力芯片應(yīng)用ASIC為最佳方案被超越可能原因66人工智能下的算力特征是矩陣/求導(dǎo)（以訓(xùn)練階段舉例）：下為最小二乘法，偏導(dǎo)數(shù)為0，多維情況下為梯度最低）傳統(tǒng)的算力（CPU）：與跳轉(zhuǎn)的判斷能力強(qiáng)提取數(shù)據(jù)AI算法訓(xùn)練過程框架圖人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)GPU架構(gòu)和CPU架構(gòu)對(duì)比77復(fù)雜指令集不適合并行計(jì)算摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。CPU性能有限：應(yīng)用計(jì)算需求超過摩爾定律：傳統(tǒng)計(jì)算與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算流程對(duì)比邏輯判斷計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令輸出結(jié)果處理器串行計(jì)算提取訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型運(yùn)行其他數(shù)據(jù)需要大規(guī)模矩陣浮點(diǎn)運(yùn)算傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足AI計(jì)算的需求88GPU：GraphicsProcessingUnit處理圖像以外計(jì)算FPGA：Field－ProgrammableGateArray定制電路而出現(xiàn)的ASIC：ApplicationSpecificIntegratedCircuitISCA大會(huì)：ACMInternationalSymposiumonComputerArchitectureAI芯片主流異構(gòu)計(jì)算發(fā)展沿革《使用圖形處理器的大規(guī)模深度無監(jiān)督學(xué)習(xí)》微軟2014年ISCA最佳論文《A員課題組的《一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指令集99GPU（圖形處理器）適用場(chǎng)合：最早適用于圖形加速和幾何計(jì)算，現(xiàn)在數(shù)學(xué)計(jì)算、電影特技、圖像渲染（包括安防圖像）、大量深度學(xué)習(xí)等。shader填充）件和開發(fā)工具，2011吳恩達(dá)將其使用在谷歌大腦，12顆GPU性能相當(dāng)于2000顆CPU的深度1010局限性1：AI分為訓(xùn)練和處理。例如在圖像處理時(shí)，訓(xùn)練很出色，執(zhí)行時(shí)一次只能處理一張。局限性2：功耗損耗高于FPGA與ASIC，極大限制應(yīng)用場(chǎng)景（以智能駕駛DrivePXPegasus為例，目標(biāo)功率為250W，散熱與能耗均產(chǎn)生問題）。AI算法訓(xùn)練框架圖不同芯片性能對(duì)比TOPS/s41W*40W?缺點(diǎn)1：計(jì)算能力有限。能效不如ASIC極致?缺點(diǎn)3：使用需要再次硬件開發(fā)，對(duì)算法使用者要求較高。11FPGA（Field－ProgrammableGateArray）稱為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。GPU能效高，本質(zhì)上是無指令、無需共享內(nèi)存的體系結(jié)構(gòu)帶來的福利。單次迭代時(shí)間（微秒）單次迭代能耗（毫焦）55小大難高低高短短長(zhǎng)1212ASIC：ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）是一種為專門目的而設(shè)計(jì)的集成電路ASIC本質(zhì)上適用場(chǎng)合:所有極致要求的領(lǐng)域，例如挖礦芯片速度、面積、功率損耗經(jīng)常俱佳AI應(yīng)用通常為多種算法組合，如Alphago，單算法加速?zèng)]有意義算法經(jīng)常變化，每次流片經(jīng)濟(jì)成本很高，TSMC28nm，小面積下是大約23.5萬軟妹幣每平方毫米。對(duì)應(yīng)常規(guī)300平方過于專用限制商業(yè)化各芯片的吞吐量（intops）對(duì)比體系結(jié)構(gòu)吞吐量（intops)高高高低各芯片的吞吐量（pps）對(duì)比體系結(jié)構(gòu)吞吐量（pps)高高高ASIC（switchchip)低TOPS/sTOPS/s41W*40W13通過加速大使用量算法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)谷歌數(shù)據(jù)：目前三種類型的神經(jīng)網(wǎng)占了應(yīng)用量的95%。則TPU專門加速這三類算早期研發(fā)不完善，會(huì)有弱于TPU1，原因?yàn)門PU1沒有浮點(diǎn)計(jì)算，而浮點(diǎn)運(yùn)算是訓(xùn)練所需，所以被認(rèn)為不能做訓(xùn)練。功能上需要做取舍。不同芯片性能對(duì)比芯片各指標(biāo)不能兼得，可對(duì)比蒙代爾不可能三角模型芯片各指標(biāo)不能兼得，可對(duì)比蒙代爾不可能三角模型1414TPU產(chǎn)生重要原因：法國(guó)協(xié)作作者被谷歌挖走，同時(shí)也刺激陳天石兄弟產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)演進(jìn)、如何發(fā)現(xiàn)個(gè)性谷歌的方式是認(rèn)為目前三種類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)MLP、的95%。2016ISCA大會(huì)上57篇論文有9篇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，全部跟蹤寒武紀(jì)方向谷歌VS寒武紀(jì)：算法適用范圍TPU（2017ISCA）1515專用走向通用：計(jì)算能力比較專用走向通用：能耗比較資料來源：寒武紀(jì)PuDianNao論文、申萬資料來源：寒武紀(jì)PuDianNao論文、申萬1616片上存儲(chǔ)：時(shí)分復(fù)用，部分指標(biāo)被反復(fù)使用，部分指標(biāo)不會(huì)指令集：對(duì)必要算法的抽象化，專利寒武紀(jì)指令集申請(qǐng)已完成，ASIC興起后的殺手锏寒武紀(jì)指令集論文只是PR的工具，實(shí)際性能相當(dāng)于TPU3倍其他可關(guān)注芯片：次操作的能力資料來源：Novumind官網(wǎng)，申萬宏1717測(cè)試片：2015年推出，為國(guó)內(nèi)目前唯一手機(jī)端：麒麟970相比上一代的圖形處理性能提升了20%，能效提升了50%。搭載寒武紀(jì)1A的華為麒麟970每分鐘識(shí)別2005張照片，而蘋果A11處理器每分鐘識(shí)別889張照片。服務(wù)器端：和曙光推出推理服務(wù)器。達(dá)到CPU服務(wù)器20倍性能、預(yù)計(jì)2018年聯(lián)合推出性能CPU服務(wù)器120倍產(chǎn)品。2017.11發(fā)布會(huì)：推出面向低功耗場(chǎng)景視覺應(yīng)用的寒武紀(jì)1H8、擁有更廣泛通用性和更高性能的寒武紀(jì)1H16和面向智能駕駛領(lǐng)域的1M。攝像頭端：預(yù)計(jì)和?？?、大華會(huì)有深度寒武紀(jì)1A處理器為麒麟970插上AI翅膀 1919手機(jī)、安防商業(yè)化場(chǎng)景形成，教育、醫(yī)療正孕育，AI行業(yè)從導(dǎo)入期切入成長(zhǎng)期。我們?cè)?016年11月發(fā)布的AI年度策略《人工智能的KNOW-HOW時(shí)代》中預(yù)計(jì)，2017年人工智能行業(yè)處于通用技術(shù)與行業(yè)知識(shí)結(jié)合，逐步形成商業(yè)化場(chǎng)景階段。在2017年7月發(fā)布的AI中期策略《技術(shù)沖擊-AI細(xì)分行業(yè)的演進(jìn)猜想》中根據(jù)技術(shù)演進(jìn)路線，提出人工智能商業(yè)場(chǎng)景逐步成熟的三個(gè)層次：一線為安防、工業(yè)；二線為教育、醫(yī)療；三線為金融無人駕駛。從目前總體來看，手機(jī)。安防場(chǎng)景將馬上步入商業(yè)化，教育、醫(yī)療正孕育商業(yè)模式。AI技術(shù)場(chǎng)景推進(jìn)圖理車據(jù)據(jù)統(tǒng)資料來源：海康威視官網(wǎng)、科大訊飛官網(wǎng)、2020片，均具備機(jī)器學(xué)習(xí)處理單元，奠定人工智能處理硬件基礎(chǔ)（更優(yōu)秀效率與能耗）。賦能手機(jī)以機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別功能。頂級(jí)旗艦手機(jī)推出商業(yè)化平臺(tái)通常為相關(guān)應(yīng)用成熟起點(diǎn)，在可預(yù)見未來，預(yù)計(jì)相康）顯示視頻分析系統(tǒng)推進(jìn)迅速，預(yù)計(jì)2018年，安防相關(guān)AI產(chǎn)業(yè)鏈（端處理、云分析、算力）快速爆發(fā)（深醒科技300個(gè)攝像頭改造項(xiàng)目1600萬元/格靈深瞳創(chuàng)始人趙勇預(yù)測(cè)AI公司在安防市場(chǎng)規(guī)模比曠視智能安防解決方案2121年，且互相產(chǎn)品相互適配。根據(jù)異構(gòu)芯片服務(wù)器研發(fā)經(jīng)驗(yàn)（浪潮、曙光、聯(lián)想）。產(chǎn)品跟隨需要1-2曠視、?？档龋?，預(yù)計(jì)中科曙光AI服務(wù)器將快速搶占市場(chǎng)份額，僅考慮安防市場(chǎng)假設(shè)30%市占率2016A2017E2018E2019E科大訊飛開發(fā)平臺(tái)發(fā)展迅速科大訊飛11月10日發(fā)布5款教育場(chǎng)景產(chǎn)品科大訊飛開發(fā)平臺(tái)發(fā)展迅速科大訊飛11月10日發(fā)布5款教育場(chǎng)景產(chǎn)品領(lǐng)先壁壘。根據(jù)我們?cè)?017年7月發(fā)布的AI中期策略《技術(shù)沖擊-AI細(xì)分行業(yè)的演進(jìn)猜想》中判斷，教育、醫(yī)療行業(yè)屬于需要數(shù)據(jù)、渠道的持續(xù)積累，產(chǎn)品推進(jìn)較慢行業(yè)。但對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的高要求，及對(duì)于成本的不敏感使得行業(yè)容易產(chǎn)生巨頭?？紤]到科大訊飛產(chǎn)品平均價(jià)格5000元/套（全套產(chǎn)品超過），2222東方網(wǎng)力算力安防教育?? 和晶科技視源股份23東方網(wǎng)力算力安防教育?? 和晶科技視源股份23產(chǎn)業(yè)成熟節(jié)奏預(yù)示四類機(jī)會(huì)浪潮信息浪潮信息2424 （元）（元）（億元）注：科大訊飛、思創(chuàng)醫(yī)惠、萬東醫(yī)療、浪潮信息、景嘉微、海康威視、東方網(wǎng)力、立思辰、和晶科技、視源股份預(yù)測(cè)EPS取Wind一25 25本報(bào)告署名分析師具有中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格并注冊(cè)為證券分析師，以勤勉的職業(yè)態(tài)度、專業(yè)審慎的研究方法，使用合法合規(guī)的信息，獨(dú)立、客觀地出具本報(bào)告,并對(duì)本報(bào)告的內(nèi)容和觀點(diǎn)負(fù)責(zé)。本人不曾因，不因，也將不會(huì)因本報(bào)告中的具體推薦意見或觀點(diǎn)而直接或間接收到任何形式的補(bǔ)償。本公司隸屬于申萬宏源證券有限公司。本公司經(jīng)中國(guó)證券監(jiān)督管理委員會(huì)核準(zhǔn)，取得證券投資咨詢業(yè)務(wù)許可，資格證書編號(hào)為：ZX0065。本公司關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)在法律許可情況下可能持有或交易本報(bào)告提到的投資標(biāo)的，還可能為或爭(zhēng)取為這些標(biāo)的提供投資銀行服務(wù)。本公司在知曉范圍內(nèi)依法合規(guī)地履行披露義務(wù)?？蛻艨赏ㄟ^compliance@索取有關(guān)披露資料或登錄信息披露欄目查詢從業(yè)人員資質(zhì)情況、靜默期安排及其他有關(guān)的信息披露。上海陳陶021-2329722118930809221chentao@北京李丹010-6650061018930809610lidan@深圳胡潔云021-2329724713916685683hujy@海外胡馨文021-2329775318321619247huxw@綜合朱芳021-2329723318930809233zhufang@股票投資評(píng)級(jí)說明證券的投資評(píng)級(jí)：以報(bào)告日后的6個(gè)月內(nèi)，證券相對(duì)于市場(chǎng)基準(zhǔn)指數(shù)的漲跌幅為標(biāo)準(zhǔn)，定義如下：買入（Buy相對(duì)強(qiáng)于市場(chǎng)表現(xiàn)20％以上；增持（outperform相對(duì)強(qiáng)于市場(chǎng)表現(xiàn)520%;中性(Neutral)：相對(duì)市場(chǎng)表現(xiàn)在－55％之間波動(dòng)；減持(underperform)：相對(duì)弱于市場(chǎng)表現(xiàn)5％以下。行業(yè)的投資評(píng)級(jí)：以報(bào)告日后的6個(gè)月內(nèi)，行業(yè)相對(duì)于市場(chǎng)基準(zhǔn)指數(shù)的漲跌幅為標(biāo)準(zhǔn)，定義如下：看好（overweight行業(yè)超越整體市場(chǎng)表現(xiàn)；中性(Neutral)：行業(yè)與整體市場(chǎng)表現(xiàn)基本持平；看淡(underweight)：行業(yè)弱于整體市場(chǎng)表現(xiàn)。我們?cè)诖颂嵝涯?，不同證券研究機(jī)構(gòu)采用不同的評(píng)級(jí)術(shù)語及評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我們采用的是相對(duì)評(píng)級(jí)體系，表示投資的相對(duì)比重建議；投資者買入或者賣出證券的決定取決于個(gè)人的實(shí)際情況，比如當(dāng)前的持倉結(jié)構(gòu)以及其他需要考慮的因素。投資者應(yīng)閱讀整篇報(bào)告，以獲取比較完整的觀點(diǎn)與信息，不應(yīng)僅僅依靠投資評(píng)級(jí)來推斷結(jié)論。申銀萬國(guó)使用自己的行業(yè)分類體系，如果您對(duì)我們的行業(yè)分類有興趣，可以向我們的銷售員索取。本報(bào)告采用的基準(zhǔn)指數(shù)：滬深300指數(shù)2626本報(bào)告僅供上海申銀萬國(guó)證券研究所有限公司（以下簡(jiǎn)稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會(huì)因接收人收到本報(bào)告而視其為客戶?？蛻魬?yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到有關(guān)本報(bào)告的短信提示、電話推薦等只是研究觀點(diǎn)的簡(jiǎn)要溝通，需以本公司網(wǎng)站刊載的完整報(bào)告為準(zhǔn)，本公司并接受客戶的后續(xù)問詢。本報(bào)告首頁列示的聯(lián)系人，除非另有說明，僅作為本公司就本報(bào)告與客戶的聯(lián)絡(luò)人，承擔(dān)聯(lián)絡(luò)工作，不從事任何證券投資咨詢服務(wù)業(yè)務(wù)。本報(bào)告是基于已公開信息撰寫，但本公司不保證該等信息的準(zhǔn)確性或完整性。本報(bào)告所載的資料、工具、意見及推測(cè)只提供給客戶作參考之用，并非作為或被視為出售或購買證券或其他投資標(biāo)的的邀請(qǐng)或向人作出邀請(qǐng)。本報(bào)告所載的資料、意見及推測(cè)僅反映本公司于發(fā)布本報(bào)告當(dāng)日的判斷，本報(bào)告所指的證券或投資標(biāo)的的價(jià)格、價(jià)值及投資收入可能會(huì)波動(dòng)。在不同時(shí)期，本公司可發(fā)出與本報(bào)告所載資料、意見及推測(cè)不一致的報(bào)客戶應(yīng)當(dāng)考慮到本公司可能存在可能影響本報(bào)告客觀性的利益沖突，不應(yīng)視本報(bào)告為作出