2021年芯片行業(yè)市場全產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析預(yù)測及投資建議可行性研究
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一、中國芯片主要研發(fā)技術(shù)分析:
(1)人工智能:概括而言是對人的意識(shí)和思維過程的模擬,利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析方法賦予機(jī)器類人的能力。AI將提升社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率,特別是在有效降低勞動(dòng)成本、優(yōu)化產(chǎn)品和服務(wù)、創(chuàng)造新市場和就業(yè)等方面為人類的生產(chǎn)和生活會(huì)帶來革命性的轉(zhuǎn)變。可以認(rèn)為,AI是一個(gè)重要的生產(chǎn)力工具,并不是一個(gè)全新的產(chǎn)業(yè),AI通過與各行各業(yè)結(jié)合,賦能各行各業(yè)。到2030年AI將為全球GDP帶來額外14%的提升,相當(dāng)于15.7萬億美元的增長。
AI技術(shù)必須具備三個(gè)要素:算法、數(shù)據(jù)、算力。近年來的AI蓬勃發(fā)展,主要是得益于大數(shù)據(jù)的累積以及AI專用算力的大幅增強(qiáng)。過去10年,AI領(lǐng)域主要的算力載體是以國外芯片廠商提供的GPU設(shè)備為主,廣泛應(yīng)用于與AI相關(guān)的云端產(chǎn)品,而當(dāng)前許多算法或系統(tǒng)廠商正在把云端的算法和應(yīng)用往移動(dòng)端遷移,這勢必會(huì)對移動(dòng)設(shè)備的AI算力提出新的要求。端側(cè)設(shè)備的AI算力特點(diǎn)是“小而大”,“小”是指單個(gè)設(shè)備的算力小,“大”是指總體的設(shè)備數(shù)量大。在未來,端側(cè)的AI算力總規(guī)模將是云端的10倍以上。
(2)8K:8K技術(shù)是一種視頻技術(shù)系統(tǒng)名稱,包括前端設(shè)備、編碼壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、播放設(shè)備和平臺(tái)應(yīng)用等方面,還要同步突破高分辨率、高幀率、高色深、寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍等多個(gè)維度技術(shù),8K取自用戶最直接的觀感、也是最重要的技術(shù)屬性:分辨率,即7680×4320(約3386萬像素),是4K分辨率(3840×2160,約829萬像素)的4倍。8K的超高清視頻能夠給觀眾帶來顛覆式、更具感染力和沉浸感的臨場體驗(yàn),是互動(dòng)式視頻、沉浸式視頻、VR以及云游戲發(fā)展的基礎(chǔ)。根據(jù)《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2019-2022年)》的目標(biāo)規(guī)劃,到2022年超高清視頻產(chǎn)業(yè)總規(guī)模將超過4萬億元。
在大屏幕領(lǐng)域,4K技術(shù)相關(guān)的市場已趨于穩(wěn)定和成熟,8K技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)將成為下一個(gè)增長點(diǎn)。參考4K技術(shù)的市場發(fā)展和成熟路線,基于以下幾個(gè)因素,未來2年8K技術(shù)在大屏幕上會(huì)得到普及并帶動(dòng)4K技術(shù)優(yōu)化升級(jí):
(1)“5G+8K”的聯(lián)合驅(qū)動(dòng),解決8K傳輸?shù)乃俾蕟栴};
(2)“大屏幕+8K”的雙向驅(qū)動(dòng),會(huì)促進(jìn)8K解碼和顯示技術(shù)的發(fā)展;
(3)國家政策的扶持,將推動(dòng)8K產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的同步發(fā)展,促進(jìn)8K內(nèi)容的完善;
(4)技術(shù)的反哺,通過對8K技術(shù)規(guī)格的裁剪,可實(shí)現(xiàn)4K高碼率視頻的流暢播放,進(jìn)一步提升產(chǎn)品序列的競爭力和用戶體驗(yàn)。
3)RISC-V:RISC-V是一個(gè)基于精簡指令集(RISC)原則設(shè)計(jì)的開源指令集架構(gòu),秉承簡單有效的設(shè)計(jì)哲學(xué),具備開放、簡潔、模塊化的特色優(yōu)勢。RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允許任何人任何企業(yè)設(shè)計(jì)、制造、銷售RISC-V芯片和軟件。RISC-V能滿足從微控制器到超級(jí)計(jì)算機(jī)等各種尺寸的處理器,支持從FPGA到ASIC等各種實(shí)現(xiàn),能高效地實(shí)現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu),支持大量的定制與加速功能,能和現(xiàn)有軟件棧與編程語言很好的適配。RISC-V技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)和推廣由總部位于瑞士的RISC-V國際持續(xù)負(fù)責(zé),以保證RISC-V的開放和中立,技術(shù)供應(yīng)穩(wěn)定安全。
預(yù)計(jì)到2025年,采用RISC-V架構(gòu)的芯片數(shù)量將增至624億顆,2018年至2025年復(fù)合增長率高達(dá)146%。就在2020年5月全國兩會(huì)的召開期間,“RISC-V”也多次被提及和討論。RISC-V將成為未來智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一個(gè)非常重要的處理器指令集架構(gòu),同時(shí)也可以看到,RISC-V為國內(nèi)處理器IP自主可控提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì),有望緩解技術(shù)供應(yīng)安全問題。目前,市場上已經(jīng)出現(xiàn)多款基于RISC-V架構(gòu)的芯片,能夠大規(guī)模量產(chǎn)的大部分是MCU芯片,AP級(jí)別的RISC-VSoC芯片較為缺乏,有待突破。
4)Fin?FET:Fin?FET稱為鰭式場效應(yīng)晶體管(Fin?Field-Effect?Transistor),不同于傳統(tǒng)晶體管的平面結(jié)構(gòu),F(xiàn)inFET采用了類似魚鰭的3D架構(gòu),可以讓晶體管的面積大幅度縮減,提升速度的同時(shí)還能減少漏電流。
進(jìn)入到Fin?FET先進(jìn)制程后,因?yàn)橘Y金投入巨大的原因能跟進(jìn)的晶圓代工廠越來越少,全球只有TSMC、Intel、Samsung、SMIC、格羅方德等具備Fin?FET工藝的量產(chǎn)能力。2015年全球最大的晶圓代工廠TSMC開始量產(chǎn)16nm,2017年將工藝水平升級(jí)到12nm,從而獲得更小的面積、更高的性能。國內(nèi)的晶圓代工廠SMIC在2019年量產(chǎn)14nm,2020年量產(chǎn)12nm。目前在晶圓代工廠端12nm已經(jīng)完全成熟,具備可量產(chǎn)性。在智能物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域,目前還是以40/28nm制程工藝技術(shù)為主,為滿足日漸提升的應(yīng)用需求,需要有更高算力、更低功耗的系統(tǒng)性能、采用更先進(jìn)更低成本的Fin?FET制程將是一個(gè)很好的選擇。
中金企信國際咨詢公布《中國芯片市場專項(xiàng)調(diào)研及投資前景可行性預(yù)測報(bào)告》
二、主要芯片產(chǎn)品分析:
序號(hào) | 項(xiàng)目名稱 | 擬達(dá)到目標(biāo) | 技術(shù)水平 | 具體應(yīng)用前景 |
1 | 智能AI語音處理芯片 | 帶NPU加速的智能AI語音處理芯片 | 實(shí)現(xiàn)多核異構(gòu);支持離在線語音識(shí)別、低功耗喚醒;高集成度設(shè)計(jì),支持內(nèi)置電源器件和存儲(chǔ)器。 | 智能家居、智能音箱 |
2 | RISC-V智能應(yīng)用處 理器SoC | 基于RISC-V研發(fā)支持通用接口、視頻解碼的應(yīng)用平臺(tái) | 實(shí)現(xiàn)RISC-V指令集;支持多種通用應(yīng)用接口;支持視頻解碼及顯示輸出。 | 工業(yè)控制、智能家居、便攜移動(dòng)設(shè)備 |
3 | 智能AI視覺處理SoC | NPU視覺處理芯片 | 集成NPU硬件加速模塊,支 持超低碼率編碼技術(shù);支持 高性能ISP圖像前處理模塊。 | 智能IPC市場、行車記錄儀市場、門禁系統(tǒng) |
4 | 智能全4K解碼SoC | 支持全4K解碼及顯示的芯片 | 覆蓋行業(yè)主流4K編碼格式的解碼;覆蓋行業(yè)主流HDR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);支持4K級(jí)顯示設(shè)備輸出。 | 流媒體播放器、大屏顯示、高性能平板 |
5 | 8K視頻解碼AI?SoC | 在先進(jìn)工藝下研發(fā)支持AI加速、8K視頻解碼的芯片 | 基于ARM處理器實(shí)現(xiàn)通用算力、AI算力的多核異構(gòu);支持8K級(jí)視頻解碼;支持多路大屏顯示;工業(yè)車規(guī)級(jí)質(zhì)量設(shè)計(jì)。 | 工業(yè)控制、流媒體播放器、大屏顯示、車載控制 |
6 | 8K視頻解碼IP | 滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8K解碼器 | 研發(fā)8K級(jí)分辨率的視頻編碼 格式的視頻解碼器。 | 工業(yè)控制、流媒體播放器、大屏顯示、車載控制 |
7 | 高速DDR控制器 | 支持主流DDR協(xié)議,提升性能和綜合成本 | 研發(fā)先進(jìn)工藝高速的DDR控制器,支持主流DDR類型。 | 先進(jìn)工藝SoC設(shè)計(jì) |
產(chǎn)業(yè)前景:集成電路處于整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的頂端,是各種電子終端產(chǎn)品得以運(yùn)行的基礎(chǔ)。被廣泛的應(yīng)用于PC,手機(jī)及平板電腦,消費(fèi)電子,工業(yè)和汽車等終端市場。其是重要的戰(zhàn)略性行業(yè),發(fā)展水平對我國正在實(shí)施的多個(gè)重大發(fā)展規(guī)劃影響巨大。以?AI、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、5G通信等一系列代表未來發(fā)展方向的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)下,對集成電路及相關(guān)電子元器件的需求呈快速增長態(tài)勢。圍繞著語音控制、圖像處理等AI技術(shù)與無線互聯(lián)技術(shù)在應(yīng)用端的融合應(yīng)用,使得智能家電、智能汽車、智能監(jiān)控、工業(yè)控制等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用終端將是未來幾年最為強(qiáng)勁的持續(xù)增長來源。從行業(yè)現(xiàn)狀以及政策上看,我國半導(dǎo)體貿(mào)易逆差明顯,近年來,由于復(fù)雜的外部環(huán)境因素,對集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控提出了迫切的要求,國產(chǎn)替代進(jìn)口需求空間巨大,具有自主核心技術(shù)的國產(chǎn)芯片份額會(huì)有極大的提升。當(dāng)前國家政策支持力度前所未有,隨著政策、資金的逐步落實(shí),有望實(shí)質(zhì)性促進(jìn)國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,同時(shí)會(huì)推動(dòng)國內(nèi)電子行業(yè)核心技術(shù)與應(yīng)用的全鏈條整體性提升。