>> 光大证券-AI行业跟踪报告之一,RISC-V:深度受益于AIoT浪潮,边缘算力提升驱动五年十倍成长-230209
| 上传日期: |
2023/2/10 |
大小: |
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| 格式: |
pdf 共6页 |
来源: |
光大证券 |
| 评级: |
买入 |
作者: |
刘凯 |
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一、ChatGPT应用空间广阔,AIoT终端浪潮趋势渐起 ChatGPT开启AI发展新浪潮。ChatGPT是由人工智能实验室OpenAI研发的通用聊天机器人,使用了Transformer神经网络架构,GPT-3.5架构,是一种用于处理序列数据的模型,于2022年11月30日上线。ChatGPT的网页应用允许用户免费使用,不限量向公众开放,用户与ChatGPT之间的对话互动包括了普通聊天、信息咨询、撰写诗词作文、修改代码等。作为AI领域的最新成果,ChatGPT也拥有足够的想象力和发展空间。目前微软、谷歌等科技巨头坚定入局,展现出AI应用广阔的发展前景,AI行业有望开启新发展浪潮。 AI发展趋势:(1)生成式AI发展势头持续火热。2022年大火的AI作画是生成式AI的典型应用案例,市面上涌现出多款AI绘画工具。例如由谷歌推出的DiscoDiffusion,是一款最早流行的AI绘图工具,可以支持通过文字输入输出相应图片。(2)智能辅助驾驶普及程度不断提升。自动驾驶是指不需要驾驶员执行物理驾驶操作,车辆就能够对行驶任务进行指导与决策,代替驾驶员操控使车辆完成安全行驶功能。(3)元宇宙应用前景持续被看好。当前元宇宙的应用主要表现于游戏、娱乐等领域,伴随元宇宙技术和产业成熟度的持续提高,应用范围将逐步扩大,并不断深入,如社会治理、公共服务等领域。(4)开源开放推动AI大规模应用。2022年11月3日,阿里达摩院牵头推出魔搭社区ModelScope,该社区首批上架超300个模型。其中,中文模型超过100个,覆盖视觉、语音、自然语言处理、多模态等AI主要领域,覆盖主流任务超过60个,均全面开源并开放使用。(5)大模型对算力需求持续扩大,人工智能芯片需求扩大。训练好的人工智能模型的背后是庞大的算力支撑,算力最底层的支撑便是人工智能芯片。过去几年,算力的需求不断提升,人工智能芯片的市场规模也随之扩大。(6)存算一体技术商业落地加速。存算一体的核心是将存储与计算完全融合,有效克服冯·诺依曼架构瓶颈,并结合后摩尔时代先进封装、新型存储器件等技术,实现计算能效的数量级提升。 AIoT时代拥有海量IoT终端。“智能”将是物联网时代最核心的生产力,AI技术将渗透到云、边、端和应用的各个层面,与IoT设备进行深度融合。在物联网时代,用户对于智能的需求呈现爆发式增长,深入各个领域。 二、RISC-V芯片架构:深度受益于未来AIoT趋势,未来有望与X86和ARM架构三足鼎立 RISC-V是一个基于精简指令集(RISC)原则设计的开源指令集架构,秉承简单有效的设计哲学,具备开放、简洁、模块化、可扩展的技术优势。RISC-V指令集可以自由地用于任何目的,允许任何人任何企业设计、制造、销售RISC-V芯片和软件。RISC-V能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器,支持从FPGA到ASIC等各种实现,能高效地实现各种微结构,支持大量的定制与加速功能,能和现有软件栈与编程语言很好的适配。RISC-V技术标准的维护和推广由总部位于瑞士的RISC-V国际基金会持续负责,以保证RISC-V的开放和中立,技术供应稳定安全。 ARM架构和RISC-V架构都源自1980年代的精简指令计算机RISC,区别在于RISC-V推崇的大道至简的技术风格和彻底开放的技术模式。ARM是一种封闭的指令集架构,应用ARM架构的厂商只能根据自身需求调整产品频率和功耗,不得改变原有设计。经过几十年的发展演变,CPU架构变得极为复杂和冗繁,ARM架构文档长达数千页,指令数目复杂、版本众多,且彼此之间既不兼容,也不支持模块化,并且存在着高昂的专利和架构授权问题。相反,RISC-V在设计之初就定位为完全开源的架构,架构文档只有二百多页,基本指令数目仅40多条,同时一套指令集支持所有架构,模块化使得用户可以根据需求自由定制不同的指令子集。 计算“边缘化”趋势将更多AI和计算能力赋予边缘设备,为SoC设计公司提供更多机会的同时也提出了更高的PPA要求(PPA是Performance(性能)、Power(功耗)、Area(尺寸)三者的缩写)。作为IoT边缘或终端设备的心脏,系统级芯片(SoC)不仅要有更好的性能,功耗和占用面积还要尽可能低。传统的通用型MCU/MPU/CPU已经难以满足不同应用场景和性能要求,结合边缘计算领域的技术和商用模式创新才能释放AI和算力的潜能。此外,不同应用场景对软件和AI算法的要求各异,虽然在边缘侧增加AI推理功能已经技术可行,但还需要定制化的芯片才能实现具有AI增强性能的处理器。当前,中小企业和初创公司更多专注于应用软件和AI算法方面,而大中型企业则更注重边缘计算的生态建设。 在物联网通信协议方面,Wi-Fi、蓝牙、Thread、Zigbee、NB-IOT、Cat.1等各种通信协议有各自主要应用领域,多种标准和协议并存将是未来IoT市场的状态。此外,计算架构“开放”激发开源硬件创新,RISC-V掀起了开源硬件和开放芯片设计的热潮,现已得到全球很多大中企业、科研机构和初创公司的支持,围绕RISC-V成长起来的生态和社区也发展迅猛,从基础RISC-VISA、内核IP到开发环境和软件工具,都在推动RISC-V生态的进一步扩大
研究报告全文:2023年2月9日行业研究RISC-V深度受益于AIoT浪潮边缘算力提升驱动五年十倍成长AI行业跟踪报告之一电子行业要点买入维持一ChatGPT应用空间广阔AIoT终端浪潮趋势渐起作者分析师刘凯ChatGPT开启AI发展新浪潮ChatGPT是由人工智能实验室OpenAI研发的通用执业证书编号S0930517100002聊天机器人使用了Transformer神经网络架构GPT-35架构是一种用于处021-52523849kailiuebscncom理序列数据的模型于2022年11月30日上线ChatGPT的网页应用允许用户免费使用不限量向公众开放用户与ChatGPT之间的对话互动包括了普通聊天信息咨询撰写诗词作文修改代码等作为AI领域的最新成果ChatGPT也拥行业与沪深300指数对比图有足够的想象力和发展空间目前微软谷歌等科技巨头坚定入局展现出AI应用10广阔的发展前景AI行业有望开启新发展浪潮0图表1ChatGPT推出历程-10-20-300222052208221122电子行业沪深300资料来源Wind资料来源搜狗百科光大证券研究所绘制AI发展趋势1生成式AI发展势头持续火热2022年大火的AI作画是生成式AI的典型应用案例市面上涌现出多款AI绘画工具例如由谷歌推出的DiscoDiffusion是一款最早流行的AI绘图工具可以支持通过文字输入输出相应图片2智能辅助驾驶普及程度不断提升自动驾驶是指不需要驾驶员执行物理驾驶操作车辆就能够对行驶任务进行指导与决策代替驾驶员操控使车辆完成安全行驶功能3元宇宙应用前景持续被看好当前元宇宙的应用主要表现于游戏娱乐等领域伴随元宇宙技术和产业成熟度的持续提高应用范围将逐步扩大并不断深入如社会治理公共服务等领域4开源开放推动AI大规模应用2022年11月3日阿里达摩院牵头推出魔搭社区ModelScope该社区首批上架超300个模型其中中文模型超过100个覆盖视觉语音自然语言处理多模态等AI主要领域覆盖主流任务超过60个均全面开源并开放使用5大模型对算力需求持续扩大人工智能芯片需求扩大训练好的人工智能模型的背后是庞大的算力支撑算力最底层的支撑便是人工智能芯片过去几年算力的需求不断提升人工智能芯片的市场规模也随之扩大6存算一体技术商业落地加速存算一体的核心是将存储与计算完全融合有效克服冯诺依曼架构瓶颈并结合后摩尔时代先进封装新型存储器件等技术实现计算能效的数量级提升敬请参阅最后一页特别声明-1-证券研究报告电子行业AIoT时代拥有海量IoT终端智能将是物联网时代最核心的生产力AI技术将渗透到云边端和应用的各个层面与IoT设备进行深度融合在物联网时代用户对于智能的需求呈现爆发式增长深入各个领域图表2AIoT时代拥有海量IoT终端资料来源猎云网二RISC-V芯片架构深度受益于未来AIoT趋势未来有望与X86和ARM架构三足鼎立RISC-V是一个基于精简指令集RISC原则设计的开源指令集架构秉承简单有效的设计哲学具备开放简洁模块化可扩展的技术优势RISC-V指令集可以自由地用于任何目的允许任何人任何企业设计制造销售RISC-V芯片和软件RISC-V能满足从微控制器到超级计算机等各种尺寸的处理器支持从FPGA到ASIC等各种实现能高效地实现各种微结构支持大量的定制与加速功能能和现有软件栈与编程语言很好的适配RISC-V技术标准的维护和推广由总部位于瑞士的RISC-V国际基金会持续负责以保证RISC-V的开放和中立技术供应稳定安全图表3RISC-V特点资料来源AI芯天下光大证券研究所敬请参阅最后一页特别声明-2-证券研究报告电子行业ARM架构和RISC-V架构都源自1980年代的精简指令计算机RISC区别在于RISC-V推崇的大道至简的技术风格和彻底开放的技术模式ARM是一种封闭的指令集架构应用ARM架构的厂商只能根据自身需求调整产品频率和功耗不得改变原有设计经过几十年的发展演变CPU架构变得极为复杂和冗繁ARM架构文档长达数千页指令数目复杂版本众多且彼此之间既不兼容也不支持模块化并且存在着高昂的专利和架构授权问题相反RISC-V在设计之初就定位为完全开源的架构架构文档只有二百多页基本指令数目仅40多条同时一套指令集支持所有架构模块化使得用户可以根据需求自由定制不同的指令子集图表4X86ARMRISC-V架构比较资料来源关于深圳市中科蓝讯科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市申请文件第二轮审核问询函的回复计算边缘化趋势将更多AI和计算能力赋予边缘设备为SoC设计公司提供更多机会的同时也提出了更高的PPA要求PPA是Performance性能Power功耗Area尺寸三者的缩写作为IoT边缘或终端设备的心脏系统级芯片SoC不仅要有更好的性能功耗和占用面积还要尽可能低传统的通用型MCUMPUCPU已经难以满足不同应用场景和性能要求结合边缘计算领域的技术和商用模式创新才能释放AI和算力的潜能此外不同应用场景对软件和AI算法的要求各异虽然在边缘侧增加AI推理功能已经技术可行但还需要定制化的芯片才能实现具有AI增强性能的处理器当前中小企业和初创公司更多专注于应用软件和AI算法方面而大中型企业则更注重边缘计算的生态建设在物联网通信协议方面Wi-Fi蓝牙ThreadZigbeeNB-IOTCat1等各种通信协议有各自主要应用领域多种标准和协议并存将是未来IoT市场的状态此外计算架构开放激发开源硬件创新RISC-V掀起了开源硬件和开放芯片设计的热潮现已得到全球很多大中企业科研机构和初创公司的支持围绕RISC-V成长起来的生态和社区也发展迅猛从基础RISC-VISA内核IP到开发环境和软件工具都在推动RISC-V生态的进一步扩大敬请参阅最后一页特别声明-3-证券研究报告电子行业根据研究公司Semico的数据到2027年至少包含部分RISC-V技术的芯片数量将以每年736的速度增长届时将生产约250亿颗AI芯片收入将达到2910亿美元RISC-V芯片应用将从场景化到设备化多样化在吃住行游购物娱乐元宇宙教育产业领域大量的IoT设备等都获得广泛的应用图表5AI浪潮下RISC-V芯片应用领域资料来源嘉楠科技公开PPT雷锋网图表6RISC-V在2027年将占到所有MCU和处理器出货量的25资料来源GARTNER光大证券研究所整理三AIRISC-V行业投资建议投资建议ChatGPT开启AI发展新浪潮AIoT应用场景广阔有望带动RISC-V应用加速扩展建议关注深度布局RISC-V中国芯片企业中科蓝讯乐鑫科技全志科技晶晨股份瑞芯微汇顶科技兆易创新敬请参阅最后一页特别声明-4-证券研究报告电子行业1中科蓝讯90以上收入占比来自于RISC-V架构有望深度受益于未来AIoT趋势公司是无线音频SoC芯片领域规模领先具有较强市场竞争力的主要供应商之一主营业务为无线音频SoC芯片的研发设计与销售公司自成立即采用RISC-V指令集架构作为技术开发路线研发设计芯片该指令集工具链完整可模块化设计具有设计简便开源免费等特点作为RISC-V产业的先行者公司是中国RISC-V产业联盟会员单位RISC-V基金会战略会员公司基于开源的RISC-V指令集架构配合开源实时操作系统RT-Thread自主开发出高性能CPU内核和DSP指令实现了各种音频算法公司股权激励业绩考核目标2023-2025年收入1418和235亿元业绩成长可期2乐鑫科技持续深度布局RISC-V公司研发的ESP32-C2是一款集成自研的Wi-Fi4和Bluetooth5LE技术内置基于RISC-V指令集开发的32位MCU120MHz的物联网芯片该芯片设计理念是尽可能地减少对晶圆面积的占用以及减少对flash容量的需求目前已实现量产其适用于低数据速率的简单物联网应用如智能插座智能照明等ESP32-C5是全球首款集成245GHz双频Wi-Fi6和Bluetooth5LE的RISC-VSoC专为需要高效无线传输的物联网应用设计ESP32-C5是公司继ESP32-C6之后在Wi-Fi6研发上的新突破进一步扩展了公司AIoT产品矩阵的5GHzWi-Fi6产品线3全志科技基于RISC-V架构的D1系列芯片已大规模量产全志科技推出的D1系列芯片是AP级别的RISC-V架构计算平台面向高清解码市场相关产品已经进入大规模量产且配套的哪吒开发板及开源平台在业内得到了极大的关注对RISC-V架构的普及产业化起到了积极的推动作用目前已有多所高校和科研机构基于D1系列进行RISC-V架构的系统及应用的研究应用范围覆盖消费电子工业控制车载科研教育等领域当下全志科技针对智慧视觉和智能语音两个行业领域再次推出了包含RISC-V架构的处理器平台V85x和R128系列为行业持续注入动力风险提示商业化进展不及预期技术突破不及预期图表7重点公司盈利预测与估值表归母净利润亿元PEX市值公司名称2122E23E24E2122E23E24E亿元中科蓝讯232328333433272377乐鑫科技201625354556362689全志科技4923344331684636156晶晨股份8110113518142342519341瑞芯微60518011763744732376汇顶科技86326910230803725254兆易创新23426730737434292621788资料来源wind一致预测股价时间为2023-02-09敬请参阅最后一页特别声明-5-证券研究报告行业及公司评级体系评级说明行买入未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15以上业增持未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5至15及公中性未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5至5司减持未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5至15评卖出未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15以上级无评级因无法获取必要的资料或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件或者其他原因致使无法给出明确的投资评级A股主板基准为沪深300指数中小盘基准为中小板指创业板基准为创业板指新三板基准为新三板指数港股基准指数为恒生基准指数说明指数分析估值方法的局限性说明本报告所包含的分析基于各种假设不同假设可能导致分析结果出现重大不同本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易分析师声明本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师以勤勉的职业态度专业审慎的研究方法使用合法合规的信息独立客观地出具本报告并对本报告的内容和观点负责负责准备以及撰写本报告的所有研究人员在此保证本研究报告中任何关于发行商或证券所发表的观点均如实反映研究人员的个人观点研究人员获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性客户反馈竞争性因素以及光大证券股份有限公司的整体收益所有研究人员保证他们报酬的任何一部分不曾与不与也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系法律主体声明本报告由光大证券股份有限公司制作光大证券股份有限公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格负责本报告在中华人民共和国境内仅为本报告目的不包括港澳台的分销本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格编号已披露在报告首页中国光大证券国际有限公司和EverbrightSecuritiesUKCompanyLimited是光大证券股份有限公司的关联机构特别声明光大证券股份有限公司以下简称本公司创建于1996年系由中国光大集团总公司投资控股的全国性综合类股份制证券公司是中国证监会批准的首批三家创新试点公司之一根据中国证监会核发的经营证券期货业务许可本公司的经营范围包括证券投资咨询业务本公司经营范围证券经纪证券投资咨询与证券交易证券投资活动有关的财务顾问证券承销与保荐证券自营为期货公司提供中间介绍业务证券投资基金代销融资融券业务中国证监会批准的其他业务此外本公司还通过全资或控股子公司开展资产管理直接投资期货基金管理以及香港证券业务本报告由光大证券股份有限公司研究所以下简称光大证券研究所编写以合法获得的我们相信为可靠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