人工智能芯片研发攻略-芯际争霸.pdf
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芯际争霸
—人工智能芯片研发攻略
人工智能将推动新一轮计算革命。深度学习需要海量数据并行运算，传统计
算架构无法支撑深度学习的大规模并行计算需求。因此，深度学习需要更适
应此类算法的新的底层硬件来加速计算过程。目前主要的方式是使用已有的
GPU、FPGA 等通用芯片。GPU 因其并行计算优势最先被引入深度学习，全
球可编程图形处理技术的领军企业英伟达借此已开始打造新的计算平台，而
全球 IT 巨头争相开源深度学习平台更加快了产业应用生态的形成。
人工智能芯片发展路线图：人工智能芯片设计的目的是从加速深度学习算法
到希望从底层结构模拟人脑来更好实现智能。目前人工智能芯片涵盖了三个
阶段：（1）基于 FPGA 的半定制、（2）针对深度学习算法的全定制、（3）类
脑计算芯片。
人工智能定制芯片是必然趋势：1、定制芯片的性能提升非常明显，这种性
能的飞速提升对于人工智能的发展意义重大；2、人工智能时代的市场空间
将不仅仅局限于计算机、手机等传统计算平台，核心芯片需求量将数十倍于
智能手机下游需求量；3、通过算法切入人工智能领域的公司希望通过芯片
化、产品化来盈利。
核心芯片是人工智能时代的战略制高点。在 PC 时代和移动互联网时代分别
处于霸主地位的 X86 架构和 ARM 架构的发展历程表明，1、核心芯片决定
了一个新的计算平台的基础架构和发展生态；2、新的计算时代来临之时往
往是新兴企业弯道超车的绝佳机遇；3、目前使用的 GPU、FPGA 均非人工
智能定制芯片，天然存在局限性，人工智能专用芯片对于 IT 巨头和初创企
业是同一起跑线的蓝海。
投资建议：人工智能将推动新一轮计算革命，而芯片行业作为产业最上游，
是人工智能时代的开路先锋，也是人工智能产业发展初期率先启动、弹性最
大的行业。信息时代产生了英特尔这样的千亿市值的芯片巨头，拥有更大应
用市场的人工智能时代必将孕育出更多的“英特尔”。我们重点推荐已经在人
工智能算法芯片化方向上开始前瞻布局的公司：
东方网力(合作方商汤科技自主研发深度学习核心芯片)，科大讯飞、中科曙
光（战略投资全球深度学习处理器芯片领军公司寒武纪），汉邦高科（与清
华电子系合作布局人工智能核心算法的芯片化），和而泰(卡位智能家用设备
控制器入口)。
此外，专用深度学习芯片和计算平台将大大提升人工智能算法运行效率,推
动产业应用加速发展,继续重点推荐同花顺、思创医惠、科远股份、汉王科
技等。此外，近期有多家公司进军图像识别或指纹识别等人工智能基础领域,
我们也建议关注，包括远方光电、神思电子、北部湾旅、奥飞动漫、昆仑万
维、江南化工等。
风险提示：人工智能应用落地不及预期；芯片研发风险。
Table_Title
2016 年 06 月 21 日
计算机
Table_BaseInfo
行业深度分析
证券研究报告
投资评级
领先大市-A
维持评级
Table_FirstStock
首选股票
目标价
评级
300367
东方网力
35.00
买入-A
002230
科大讯飞
40.00
买入-A
603019
中科曙光
45.00
买入-A
300449
汉邦高科
60.00
买入-A
002402
和而泰
35.00
买入-A
Table_Chart
行业表现
数据来源：
Wind
资讯
%
1M
3M
12M
相对收益
0.08
-0.18
-7.32
绝对收益
3.29
2.82
-47.81
胡又文
分析师
SAC 执业证书编号：S1450511050001
huyw@essence.com.cn
021-35082010
吕伟
报告联系人
lvwei@essence.com.cn
021-35082935
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— 计 算 机 行 业 周 报 （ 2016.5.28 ）
2016-05-29
-62%
-52%
-42%
-32%
-22%
-12%
-2%
2015-06 2015-10 2016-02
计算机
沪深300
行业深度分析/计算机
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目录
1. 深度学习推动新一轮计算革命 ................................................................................................................... 3
1.1. 深度学习完全不同于传统计算模式 .............................................................................................................................. 3
1.2. 深度学习需要大规模并行计算 ...................................................................................................................................... 3
1.3. 传统计算架构无法支撑深度学习的海量数据并行运算 .............................................................................................. 4
2. 新计算平台生态正在建立 ........................................................................................................................... 5
2.1. GPU 因其并行计算优势最先被引入深度学习 .............................................................................................................. 5
2.2. IT 巨头争相开源人工智能平台 ...................................................................................................................................... 6
2.3. 开源人工智能平台可以增强云计算业务的吸引力和竞争力 ...................................................................................... 7
3. 人工智能催生新一代专用计算芯片 ........................................................................................................... 8
3.1. GPU 及其局限性 .............................................................................................................................................................. 8
3.2. FPGA 及其局限性 ........................................................................................................................................................... 9
3.3. 人工智能定制芯片是大趋势 ........................................................................................................................................ 10
4. 人工智能芯片发展路线图 ......................................................................................................................... 12
4.1. 基于 FPGA 的半定制人工智能芯片 ............................................................................................................................ 12
4.2. 针对深度学习算法的全定制人工智能芯片 ................................................................................................................ 13
4.3. 第三阶段：类脑计算芯片 ............................................................................................................................................ 13
5. 核心芯片是人工智能时代的战略制高点 ................................................................................................. 15
5.1. 核心芯片决定一个新的计算平台的基础架构 ............................................................................................................ 15
5.2. 英特尔 X86 处理器芯片垄断 PC 时代 ........................................................................................................................ 15
5.3. ARM 成为移动互联网时代的霸主 ............................................................................................................................ 16
6. 投资建议 ..................................................................................................................................................... 17
6.1. 东方网力：与商汤科技合作打造深度学习专用芯片体系 ........................................................................................ 18
6.2. 科大讯飞：打造中国“最强大脑” ................................................................................................................................ 19
6.3. 中科曙光：云计算龙头，人工智能芯片新贵 ............................................................................................................ 19
6.4. 汉邦高科：推动人工智能在安防、ADAS 等领域应用和芯片化 ............................................................................ 20
6.5. 和而泰：卡位智能家用设备控制器入口 .................................................................................................................... 21
7. 风险提示 ..................................................................................................................................................... 21
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