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人工智能再加速,瑞芯微:AIoT+SoC龍頭多點開花深度分析

(報告出品方/分析師:華金證券 孫遠峰 王臣複)

一、國産AIoT SoC龍頭,逐漸走向平台化

(一)成立超20年,國産AIoT SoC龍頭

瑞芯微電子成立于2001年,主營業務為大規模內建電路及應用方案的設計、開發和銷售,為平闆電腦和個人電腦、流媒體電視盒、AI音頻和視覺、IoT硬體提供SoC解決方案。瑞芯微的主要産品為智能應用處理器晶片、電源管理晶片及其他晶片,同時提供專業技術服務及與自研晶片相關的組合器件。

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智能應用處理器晶片為系統級SoC(System-on-a-Chip),它是一種內建了所有或大多數電子元件(例如處理器、記憶體、輸入/輸出接口、傳感器等)的單個晶片,并包含了完整的系統、軟體及算法。SoC 是在一系列符合産品需求的核心設計子產品(如 CPU、GPU、NPU、 VPU 等 IP)的基礎上進行整合設計,形成一個具有完整特定功能的晶片,并配備配套的軟體工具。

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公司是中國領先的SoC晶片設計公司之一,獲得高新技術企業、國家企業技術中心的認定,擁有二十年以上深厚的技術底蘊和豐富的行業市場經驗。

公司以客戶需求為導向,以技術創新為核心,圍繞“大音頻、大視訊、大感覺、大軟體”的技術發展方向,深耕AIoT市場,并積極開拓新的賽道,比如汽車電子。

經過二十多年的創新發展,公司在高性能晶片設計、影像視覺處理、 高清視訊編解碼、神經網絡處理及系統軟體等開發上具有豐富的經驗和技術儲備,形成了多層次、多平台、多場景的專業解決方案,賦能汽車電子、機器視覺、教育辦公、消費電子、商業金融、工業應用等多元領域。

2022年11月17日,2022年第十七屆“中國芯”內建電路産業促進大會重磅釋出了“中國芯”優秀産品名單及頒發了“中國芯”特别成就企業獎項,公司榮獲“特别成就獎”及新一代旗艦晶片 RK3588 獲“優秀技術創新産品”獎。

(二)積極拓展應用市場,強大的客戶生态資源

公司的主要産品為智能應用處理器晶片,按功能側重方向可以分為通用處理器、機器視覺處理器、車載處理器、工業控制處理器等。

公司以不同算力層次的智能應用處理器晶片和不同性能層次的傳統通用晶片,充分契合不同終端産品的市場定位,提供更具針對性和成本效益的晶片産品和解決方案,廣泛應用于日益增長的AIoT市場。

經過二十多年的技術積累以及産品布局,公司推出了一系列功能各有側重的晶片,形成了豐富的産品矩陣,能充分滿足AIoT應用的多樣化需求,已經廣泛應用于AIoT的百行百業。通過和各行業終端客戶的密切交流合作,下沉到應用場景中進行開發,公司對感覺市場整體發展趨勢有着先天優勢。

在缤紛多彩的AIoT應用場景中,公司以汽車電子和機器視覺為核心進行突破,并同步在教育辦公、消費電子、商業金融、工業應用等衆多市場持續發力。

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公司深耕半導體行業二十餘年,憑借領先的晶片設計技術、強大的應用開發能力及優質的客戶服務水準,赢得了衆多客戶的認可并積累了豐富優質的客戶資源。

報告期内,公司下遊市場已覆寫數千家終端客戶,遍布國内外衆多行業,并且随着公司新産品、新市場的落地,公司覆寫的頭部品牌進一步得到提高,客戶對公司的信任度也進一步提升。

公司與客戶保持緊密的溝通與合作,形成覆寫各種産品品類、具有廣度和深度的客戶格局。公司和衆多國内外知名的客戶包括億聯、OPPO、網易、騰訊、阿裡、百度、步步高、視源、商米、科沃斯、創維、美的、聯想、安克創新、星網銳捷、南京新聯電子、美團、小米、宇視、SONY、LG、Shark、潮流、銳明視訊、鼎橋等,在百行百業的合作推出了缤紛多彩的AIoT産品。

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(三)股權結構穩定,持續推進研發投入

2023年2月7日,公司控股股東、實際控制人勵民、黃旭同意并确認《一緻行動協定》于該日到期後不再續簽,一緻行動關系于《一緻行動協定》到期後終止,本次一緻行動關系到期終止後,公司控股股東及實際控制人由勵民先生、黃旭先生變更為勵民先生。

根據公司2023年2月7日釋出的簡式權益變動報告書(勵民)顯示,由于勵民先生直接持有公司股份157,679,892股,并通過潤科欣間接持有公司股份22,900,320股,共持有公司股份180,580,212股,占公司目前總股本的43.24%,為公司的第一大股東。

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公司多年來堅持核心技術自研。

對自主研發的長期堅持使得我們能夠快速響應市場不斷變化的需求,提升市場競争力。公司堅持SoC晶片系統化的研發思路,深入了解SoC晶片的各個應用場景,并關注應用端的痛點、賣點和難點,進而了解客戶的核心訴求。通過對于應用場景和客戶需求的了解,公司提煉産品線之間的共通點,優化晶片設計方案,推出更符合市場需求的晶片,縮短晶片設計周期,提高晶片設計的綜合系統效率。

公司圍繞“大音頻、大視訊、大感覺、大軟體”的技術發展方向和AIoT應用需求,持續疊代了神經網絡處理、影像視覺處理、顯示圖像處理、視訊後處理、智能語音、光電一體化等核心技術,同時改進優化原有的視訊編解碼、多螢幕顯示等技術,已形成完善的高精度感覺、認知、互動的整體解決方案。

公司持續進行核心IP的打磨和算法的優化工作。通過下沉産品應用一線,公司技術人員充分收集場景需求,根據客戶實際應用效果以及測試情況發現并解決問題,不斷增加IP儲備,為産品疊代更新和新一代産品的研發打下基礎。

在數字技術上,公司積累了大量業界一流水準的核心IP,涵蓋音頻、視訊、ISP 編碼等領域,完成了對其算法的硬體化,并不斷更新 NPU 的IP。

在體系架構上,能夠比較完美地解決存儲、資料流通、資料結構的問題,其中成系統最關鍵的是多電源域、功耗處理,是以公司還自研了支援各種驅動的軟體,CPU、GPU、NPU的算法。這一特點也提高了SoC的行業門檻。

截至2022年12月31日,公司共申請了1,068項專利(其中包括1,013項發明專利,39項實用新型專利,16項外觀設計專利)、51項布圖設計權以及236項軟體著作權,已獲得授權620項專利(其中包括595項發明專利,11項實用新型專利,14項外觀設計專利)、28項布圖設計權以及235項軟體著作權。

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截至2022年12月31日,公司共有員工915人,較上年淨增加50人,同比增長5.78%,其中大學及以上學曆者838人,占比91.58%;40歲以下員工760人,占比83.06%;研發人員714人,占比78.03%;公司人員結構整體呈現出高學曆、年輕化、專業化的特點。

公司建立了科學的績效考核體系和完善的員工福利體系,并進一步建立并健全了長效激勵機制,基本形成在行業内富有競争力的“薪資+獎金+福利+股票”綜合薪酬福利體系,最大限度吸引和留住專業人才,充分調動公司員工的積極性和創造性

。根據公司2022年年報内容顯示,近年來公司先後實施了三期股票期權與限制性股票激勵計劃,累計向核心技術人員、技術骨幹人員、業務骨幹人員授予相應權益近700人次,充分激發了各級員工的積極性,增強了公司凝聚力,助力公司持續快速發展。

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公司堅持“IP晶片化”的戰略,加大核心IP的研發投入和技術儲備,不斷更新疊代NPU、ISP、高性能視訊編解碼、視訊後處理、語音前端處理等核心自有IP核,通過晶片落地具體場景,并從場景中提煉未來的技術需求、IP疊代方向。

(四)頭雁引領,陰陽互輔,平台化趨勢初現

公司産品涵蓋智能應用處理器晶片、數模混合晶片、接口轉換晶片、無線連接配接晶片及與自研晶片相關的模組産品等,不同性能、算力、制程的晶片産品高低搭配,滿足不同的應用場景,同時豐富周邊晶片配套産品,通過不同晶片的排列組合,能夠為千行百業的客戶提供綜合解決方案。

公司的SoC晶片既可以用于傳統消費電子,也可以應用于AIoT産業。AIoT産業包含“雲、管、邊、端、用、服務”闆塊,其中公司SoC産品主要應用于端側,作為終端裝置的大腦,執行智能算法、輸入輸出、使用者互動等功能,是産品的核心部件。此外,公司的部分中高端晶片也可用于邊緣計算,對多路終端進行智能分析和管理,進而減輕網絡和終端的壓力。

在産品布局政策上,公司采用了以“頭雁”為牽引的平台化研釋出局方向,頭雁指的是公司的頂級旗艦晶片(RK3588等),其特點是高制程、十全大武功,通過頂級旗艦晶片的研發,在各個次元提升公司整體的技術實力,并進而帶動公司各線條業務的持續發展。公司研發以及營銷的重點還是廣義AIoT市場,但在重點細分子賽道也會進行重點布局和突破。如汽車電子、機器視覺市場、工業控制市場等均是公司重點布局的子賽道。

除了SoC産品外,公司堅持“陰陽互輔”的政策,2022年,公司進一步推進了接口晶片、電源管理晶片、快充協定晶片、WiFi/BT多模連接配接晶片等研發工作,不斷增加接口的選擇性,為客戶提供更具靈活度的産品組合及整套解決方案,提升整體競争力。

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面向未來,公司持續完善晶片産品的布局,提供不同算力的解決方案。

在旗艦晶片上,繼續研發更高端的SoC,向更高算力、更高制程演進。在傳統通用平台和AIoT算力平台上,繼續增加性能、NPU算力合适的晶片,承載豐富的産品形态。同時,公司發展“陰陽互輔”,不斷拓展周邊晶片等配套産品,包括接口晶片、電源管理晶片、無線連接配接晶片等,給客戶提供全套解決方案。

未來,公司結合市場需求,在數模混合設計、射頻技術、光電一體化等技術方向和低功耗MCU晶片、可穿戴晶片、模組設計等産品領域也展開積極的布局,并陸續形成新的産品線。

(五)行業需求不景氣,業績短期承壓

在經曆了2021年全行業結構性缺貨後,半導體行業步入動蕩的2022年。在全球宏觀經濟下行,國際地緣政治劇烈變化,俄烏戰争爆發等非正常因素影響下,國内外半導體行業的需求受到沖擊,“承壓前行”成為全年半導體設計業的主旋律。

在全行業周期性下行的背景下,2022年公司經營業績同比下滑:一方面受到行業下遊需求下滑的影響;另一方面2021年經曆了幾十年來最嚴重的全産業缺貨,客戶提高安全庫存,而2022年市場需求和21年相比也出現較大幅度下滑,客戶下半年去庫存的力度也是二十多年從業首遇。

2022年,公司實作營業收入2,029,675,088.24元,同比下降25.34%;實作歸屬于上市公司股東的淨利潤為297,427,269.93元,同比下降50.58%;基本每股收益0.72元,同比下降50.34%。

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二、AI技術演進再加速,全球智能化浪潮“湧現”

(一)始于ChatGPT的火爆出圈,AI技術發展新機遇已現

1956年達特茅斯會議提出的“人工智能”一詞,是人工智能的正式誕生和興起的起點。

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從人工智能技術和産業發展的總體情況來看,人工智能可以劃分為三個階段:

1、20世紀50年代中期到80年代初期,該階段的發展為人工智能的産業化奠定了基礎;

2、20世紀80年代初期至21世紀初,該階段人工智能成功商用但跨越式發展失敗;

3、21世紀初至今,量變産生質變,該階段無論是算力、算法、資料等都具備了較大幅度的提升,成為推動AI技術加速發展的前置條件,AI技術也在一個個标志性事件的發生下進入加速發展落地。

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在人工智能的發展過程中,不同時代、學科背景的人對于智慧的了解及其實作方法有着不同的思想主張,并由此衍生了不同的學派。

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在商業化初期,絕大部分人工智能企業和研究機構遵循算法、算力和資料三位一體的研究範式,即以一定的算力和資料為基礎,使用開源算法架構訓練智能模型。

而這也導緻了目前大部分人工智能處于“手工作坊式”階段,面對各類行業的下遊應用,AI逐漸展現出碎片化、多樣化的特點,也出現了模型通用性不高的缺陷。

這不僅是AI技術面臨的挑戰,也限制了AI的産業化程序。

随着人工智能賦能實體經濟進入深水區,企業通常面臨資料資源有限、算力投資難度大、模型泛化能力差、高水準人才稀缺的發展瓶頸。

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人工智能研究機構OpenAI在2022年11月30日釋出的AI聊天機器人ChatGPT火爆全球,一時間成為現象級消費類AI應用。上線不到一周日活使用者破百萬,2個月破億。

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ChatGPT嵌入了人類回報強化學習以及人工監督微調,因而具備了了解上下文、連貫性等諸多先進特征,解鎖了海量應用場景。

在對話中,ChatGPT會主動記憶先前的對話内容資訊(上下文了解),用來輔助假設性的問題的回複,因而ChatGPT也可實作連續對話,提升了互動模式下的使用者體驗。同時,ChatGPT也會屏蔽敏感資訊,對于不能回答的内容也能給予相關建議。

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2023年3月15日,OpenAI正式推出GPT-4文本生成AI系統。

根據官方介紹,GPT-4是一個多模态大型語言模型,即支援圖像和文本輸入,以文本形式輸出;擴寫能力增強,能處理超過25000個單詞的文本;更具創造力,并且能夠處理更細微的指令。

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GPT-4的回答準确性不僅大幅提高,還具備更高水準的識圖能力,且能夠生成歌詞、創意文本,實作風格變化。文字輸入限制也提升至2.5萬字,且對于英語以外的語種有更多支援。此外,GPT-4更加智慧,不管是在各科考試還是在回答問題的水準上,均遠遠優于GPT-3.5。

OpenAI讓GPT-4在參加了許多項人類的通用考試,結果證明,它在許多測試和基準測試中的表現比前一代确實大大提高。

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人工智能需要用大量的資料對其進行訓練,理論上來講,投喂資料越多、資料品質越高,模型效果就會越好。而預訓練 (Pre-trained Models,PTMs),就是預先訓練好的模型,可以幫助人們降低模型建立和訓練的成本。

預訓練大模型需要深度學習的算法,也需要大的資料、大的算力,做自監督學習(模型直接從無标簽資料中自行學習,無需标注資料),再面向不同的任務、在不同的應用場景裡做少量任務資料進行遷移學習,進而應用于很多場景。ChatGPT能夠實作目前的互動,離不開OpenAI在AI預訓練大模型領域的積累。

預訓練的研究最早起源于遷移學習。遷移學習的核心思想,即運用已有的知識來學習新的知識,通俗來說就是将一個預訓練的模型被重新用在另一個任務中。早期的預訓練模型主要基于有标簽資料。而在NLP領域,由于下遊任務的多樣性以及資料标注的複雜性,導緻無法獲得一個像ImageNet這樣大規模的有标簽資料,是以NLP領域嘗試使用自監督學習的方法來擷取預訓練模型,自監督學習的主要思想就是利用文本間的内在聯系為監督信号。

2017年出現的Transformer結構,給NLP領域預訓練模型的發展帶來了絕大的突破。Transformer的成功,也誘使CV領域加入了自監督預訓練模型的賽道。如今,自監督預訓練已經成為目前人工智能研究的重點,幾乎所有的最新的PTM都是采用類Transformer結構與自監督學習的方法。當擴充大型語言模型時,偶爾會出現一些較小模型沒有的新能力,這種類似于「創造力」的屬性被稱作「突現」能力。GPT-3的論文表明,語言模型執行多位數加法的能力對于從100M到13B參數的模型具有平坦的縮放曲線,近似随機,但會在一個節點造成性能的飛升

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(二)AI技術商業化跑步前行,全球AI競賽加速

根據人工智能解決問題的不同階段,人工智能發展曆程可以分為:計算智能、感覺智能、認知智能、意識智能。

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人工智能目前正處于由感覺智能向認知智能發展的階段,後深度學習時代的 AI 從資料驅動向知識驅動發展。正如人類語言是知識傳遞的形式,知識圖譜是認知核心,NLP 則是機器建立認知核心的橋梁,讓AI使用自然語言與人互動。

是以,自然語言處理(NLP)和知識圖譜是認知智能的關鍵技術,而 NLP 是知識圖譜的前置,可以說 NLP是AI技術的核心。GPT屬于自然語言處理NLP的範疇,本質上仍是以深度學習為代表的人工智能技術長期發展和積累的結果。

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2023年3月中,在微軟剛舉辦的Microsoft 365 Copilot釋出會上,微軟正式把OpenAI的GPT-4模型裝進了Office套件,推出了全新的AI功能Copilot。

Copilot由OpenAI最新推出的GPT-4模型驅動,微軟表示,它的功能遠比簡單地“将ChatGPT嵌入到Microsoft 365中”更強大。

它将适用于Word、PowerPoint、Excel、Outlook這些Microsoft 365商業軟體,該技術主要運用于工作場景,被嵌入能夠幫助使用者生成文檔、電子郵件以及幻燈片等。

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根據分析公司Similarweb的資料,在微軟将OpenAI的AI聊天技術整合到搜尋引擎必應(Bing)之後,截至3月20日,必應的頁面通路量較一個月前增長15.8%,而谷歌同期搜尋引擎的通路量下降了近1%。

另據應用研究公司Data.ai的資料,在微軟內建了OpenAI的技術後,Bing在全球的應用下載下傳量增長了8倍,同期谷歌搜尋應用的下載下傳量下降了2%。我們認為,AI商業化之路已經開啟,巨大的競争壓力之下,各廠商為争搶通往未來的門票,必須加速自身AI技術研發疊代。

2023年3月初,谷歌釋出史上最大AI模型PaLM-E,這是一種多模态視覺語言模型(VLM),具有 5620 億個參數,內建了可控制機器人的視覺和語言能力。

據稱這是有史以來規模最大的視覺語言模型,能夠執行各種任務且無需重新訓練,這套與 ChatGPT 有幾分相似的 AI 模型新增視覺功能。

2023年5月11日,谷歌在最新一屆I/O開發者大會上官宣大語言模型PaLM 2(Pathways Language Model 2),谷歌首席執行官桑達爾·皮查伊(Sundar Pichai)在加州山景城海岸圓形劇場的演講中表示,PaLM 2是該公司最新的AI模型,同時谷歌的研究重心正在轉向開發更大的模型Gemini,這是一種多模态和高效的機器學習工具。除此之外,谷歌也官宣會将Duet AI整合進谷歌辦公全家桶Workspace;聊天機器人Bard全面更新并向所有人開放;谷歌雲将上線多個基礎大模型,為行業提供更進一步的生成式AI服務等

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2023年4月5日,MetaAI在官網釋出了基礎模型Segment Anything Model(SAM)并開源,其本質是用GPT的方式(基于Transform模型架構)讓計算機具備了解了圖像裡面的一個個“對象”的通用能力。

該模型号稱可以“零樣本分割一切”,也就是說,SAM能從照片或視訊圖像中對任意對象實作一鍵分割,并且能夠零樣本遷移到其他任務中。除此之外,Meta 還釋出了 Segment Anything 1-Billion mask 資料集(SA-1B),這更是有史以來釋出的最大分割資料集

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(三)AI模型輕量化發展迅速,從雲到端,全維智能時代開啟

目前對于人工智能的行業應用基本可以分為四大類:分别是圖像視覺處理方向、語音信号處理方向、自然語言處理方向、自動化處理方向。

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圖像視覺處理方向有圖像檢測、圖像識别、圖像生成、圖像分割等分支方向;語音信号處理方向有語音喚醒、語音指令、聲紋識别、語音識别、語音合成等分支方向;自然語言處理方向有文本分類、文章摘要、閱讀了解、智能對話、機器翻譯、文章生成等分支方向;自動化處理方向有遊戲娛樂、家居生活、自動駕駛、生命科學、工業多裝置應用、金融投資等分支方向。

根據Gartner釋出的2022年Gartner人工智能(AI)技術成熟度曲線(Hype Cycle™)顯示,在多項人工智能技術中,生成式AI、合成資料、邊緣AI等當下均處于期望膨脹期,預計2-5年達到高峰期。

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通用大模型具有龐大的參數量,部署在雲端沒有問題,但是要想AI大模型在端側進行部署,就需要對模型進行輕量化開發,一般是采用模型壓縮算法。

模型壓縮算法旨在将一個大模型轉化為一個精簡的小模型。工業界的模型壓縮方法有:知識蒸餾、輕量化模型架構、剪枝、量化。

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2023年3月13日,斯坦福大學基礎模型研究中心(Center for Research on Foundation Models,CRFM)釋出了指令精調模型 Alpaca 7B,使用 5.2 萬由 OpenAI 的 text-davinci-003 模型生成的指令資料,對LLaMA 7B進行精調而得。3月16日,在 Alpaca 基礎上補充了多語種語料和指令任務的 Guanaco 原駝模型問世。

2023年3月19日,來自加州大學伯克利分校、卡内基梅隆大學、斯坦福大學、加州大學聖地亞哥分校的幾位計算機博士組隊,以大模型系統(Systems for Large Models,LM-SYS)的名義釋出了「小羊駝」 Vicuna-13B。基于 ShareGPT 收集的對話對LLaMA進行精調,僅需300美元即完成訓練的小羊駝,号稱達到了ChatGPT 90%的能力,并将Meta大羊駝和斯坦福羊駝均甩在身後。

2023年3月23 日,「中文小羊駝」Chinese-Vicuna 攜模型及資料面世,基于 LLaMA 模型和 LoRA 方案,可按需投喂資料進行個性化指令精調。

Vicuna 的邏輯在人工智能領域叫做“知識蒸餾”(knowledge distillation),即通過将大型模型的知識轉移到小型模型中,進而快速達到想要的模型品質,同時減少計算成本。

通常,大型模型(即“Teacher”)會生成訓練資料,小型模型(即“Student”)則使用這些資料來學習大型模型的知識和能力。通過這種方式,小型模型可以在自己的場景下獲得大型模型90%甚至99%的能力,這意味着,可用于生成模型的領域将呈指數級增長。

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據IDC預測資料,伴随萬物感覺、萬物互聯以及萬物智能時代的開啟,2025年全球物聯網裝置數将超過400億台,産生資料量接近80ZB。預估未來五年全球算力規模将以超過50%的速度增長,到2025年整體規模将達到3300EFlops。超過一半的資料需要依賴終端或者邊緣的計算能力進行處理。

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市場研究機構IoT Analytics釋出了全球企業物聯網支出的跟蹤研究報告,報告顯示,過去的2022年,全球各行業企業在物聯網方面的支出2010億美元,同比增長了21.5%。在2022年全球經濟低迷、疫情打斷正常生産的影響下,能實作這一增長實屬不易。預計到2027年,企業對物聯網的支出将達到4830億美元。

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2023年4月11日,尖端智能眼鏡開發商和零售商Innovative Eyewear公司旗下brands宣布推出一款名為 Lucyd 的新 iOS/Android 應用程式。Lucyd 應用程式支援ChatGPT語音界面。使用者可以通過眼鏡内置的麥克風向 ChatGPT 提問,并通過立體聲揚聲器聽到回答。Innovative Eyewear 首席執行官表示,我們很高興成為第一家提供支援 ChatGPT 的智能眼鏡的公司。通過新 Lucyd 應用程式,我們的眼鏡客戶可以免費使用。

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2023年2月7日,百度率先公布正在打造中國版類ChatGPT項目“文心一言”,随後小度科技宣布接入“文心一言”,打造人工智能模型"小度靈機",并應用至小度全系産品。

根據2023年4月13日愛集微新聞,創維數字(000810.SZ) 4月13日在投資者互動平台表示,公司海外使用ChatGPT、AIGC等應用的AR産品已在規劃中。

我們認為AI技術等多方面發展将從各個次元提升終端硬體産品的智能化水準,使得終端硬體有望從“弱-智能”走向“強智能”體驗,這帶動的将是終端應用場景的再定義,并最終帶動各類型終端硬體産品的新一輪普及浪潮。

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三、人工智能技術不斷疊代,重點市場持續拓展

(一)自研為驅,持續疊代人工智能技術軟硬體

在數字技術上,公司積累了大量業界一流水準的核心IP,涵蓋音頻、視訊、ISP 編碼等領域,完成了對其算法的硬體化,并不斷更新 NPU 的IP。

在體系架構上,能夠比較完美地解決存儲、資料流通、資料結構的問題,其中成系統最關鍵的是多電源域、功耗處理,是以公司還自研了支援各種驅動的軟體,CPU、GPU、NPU的算法。這一特點也提高了SoC的行業門檻。

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人工智能技術,有訓練,有推理。公司在過去幾年已經疊代了4代NPU的IP,不斷提升對神經網絡模型的支援、效率,形成人工智能技術上良好的基礎。未來公司将繼續發展人工智能技術、硬體,着重在中等算力、邊緣算力上發力。

2022年,公司成功推出了AIoT通用算力平台RK3562,該晶片作為公司2022年研發并推出的新款AIoT應用處理器,RK3562主要應用于平闆電腦、智能家居、教育電子、工業應用等領域。

RK3562搭載了最新一代NPU,神經網絡計算效率大幅提升,尤其是對Transformer的支援。同時從晶片架構上提升了處理器的性能和效率,有着優秀的功耗、溫升表現。RK3562的推出進一步完善公司的産品線,契合客戶對中等神經網絡算力、高成本效益AIoT晶片的需求。

在深度學習平台适配方面,2020年5月13日,瑞芯微Rockchip正式宣布,旗下AI晶片RK1808、RK1806适配百度飛槳(PaddlePaddle)開源深度學習平台,充分相容飛槳輕量化推理引擎Paddle Lite。此次瑞芯微與百度合作,旨在為AI行業賦能更多應用場景,加速AI産品落地程序。後續瑞芯微在更多的料号均與飛槳開源深度學習平台适配。

根據國際權威資料調研機構IDC釋出《中國深度學習架構和平台市場佔有率,2022H2》報告。報告顯示,百度穩居中國深度學習平台市場綜合份額第一,領先優勢進一步擴大。中國深度學習開源架構市場形成三強格局,飛槳PaddlePaddle超過谷歌TensorFlow,架構市場前三份額超過80%。

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RK3588是瑞芯微新一代旗艦級高端處理器,具有高算力、低功耗、超強多媒體、豐富資料接口等特點。搭載四核A76+四核A55的八核CPU和ARM G610MP4 GPU,内置6 TOPs算力的NPU。高算力 NPU 可支援 INT4/INT8/INT16/FP16 混合運算,其強大的相容性,可以輕松轉換基于TensorFlow / MXNet/PyTorch/Caffe 等一系列架構的網絡模型。

(二)重點場景持續突破,成長空間進一步打開

1、持續豐富汽車電子産品線,前裝、後裝均已規模量産

随着消費者需求層次的不斷提升,其對汽車的需求亦從單一的出行工具逐漸轉變為生活中的“第三空間”。随着智能化水準的提升,汽車座艙的顯著變化是從被動的互動(由人發起)走向主動的互動(人或者機器都可以發起),在“意識”到駕駛員注意力不集中,生命體征異常、遺留乘員等潛危險信号時發出提醒并形成互動,甚至是實作自主決策。也能夠用更自主和智能的互動方式,滿足乘員對座艙資訊娛樂、工作活動時的需求。

智能座艙主要涵蓋了座艙内飾和座艙電子領域的創新和關聯,是擁抱汽車行業新興技術趨勢,從消費者應用場景角度出發而建構的。汽車智能座艙主要由軟硬體和人機互動技術構成,硬體包括液晶儀表盤、HUD、顯示屏、晶片等,軟體包括作業系統、中間件等,人機互動技術包括語音識别、觸控識别等技術。

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億歐智庫研究成果顯示,截至2021年10月,中國乘用車智能座艙滲透率為50.6%。據億歐智庫針對近600款新釋出乘用車(含改款)座艙内各功能滲透率的統計,其中中控彩屏滲透率高達97.9%,智能語音系統和OTA的滲透率分别為86%以及50.9%。

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智能座艙領域,主要晶片的供應商包括傳統的汽車晶片廠商和以高通、聯發科、海思等為代表的消費晶片廠商,目前屬于高通一家獨大。

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瑞芯微依長期積累的技術、産品優勢,延展開汽車電子前裝的産品線布局:

智能座艙,RK3588單晶片實作“一芯帶七屏”、AVM(全景環視影像)的功能;儀表盤,已有多款車型落地;車載音頻,發揮曆史上與包含Sony在内的品牌在一系列高音質産品合作中對音頻技術的積累,對汽車進行針對性調整優化;車載攝像頭,以公司豐富的機器視覺産品滿足汽車多樣的攝像頭需求;視訊傳輸晶片,以公司SoC中運用過的多種IP為基礎,系統性地進行組合、優化。曆史積累的技術、産品,針對汽車進行進一步的深化,形成了我們在汽車電子的核心競争力。

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公司持續投入研發以及各方面配套資源,豐富汽車電子的産品線。

除了最具代表性的智能座艙晶片RK3588M,還有儀表盤控制晶片RK3358M、RK3568M,車載音頻晶片RK3308M、車載電源管理晶片RK806M、RK809M等。

2022年12月,瑞芯微電子股份有限公司與中瓴智行(成都)科技有限公司宣布進行深度技術合作。雙方基于瑞芯微的高算力車規晶片及解決方案、中瓴智行虛拟化作業系統及智能座艙軟體平台,發揮各自技術、業務與資源優勢,聯合推出面向乘/商用車智能座艙的國産化解決方案。

瑞芯微和中瓴智行聯合推出的國産化解決方案,硬體基于瑞芯微自研的車規級駕艙晶片RK3588M/RK3568M,系統軟體運作中瓴智行自主研發的睿钛虛拟化作業系統RAITE Hypervisor(RHOS)和RAITE智能座艙平台(RICP,RAITE Intelligent Cockpit Platform)。

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瑞芯微RK3568M+中瓴智行RAITE Hypervisor方案可同時支援液晶儀表、中控娛樂、360環視和DMS等功能,滿足商用車和輕車機乘用車的座艙智能化需求。

瑞芯微RK3588M+中瓴智行RAITE Hypervisor智能座艙方案,可基于超高運算性能實作“一芯多屏”,單RK3588M即可驅動車載資訊娛樂系統、液晶儀表闆、電子後視鏡、後排頭枕屏等多塊螢幕,同時支援360°環視功能,可以直覺地看到車輛所處的位置、周圍的行人、障礙物等,有效減少剮蹭、碰撞等事故的發生,給使用者提供安全可靠及全場景的互動體驗。

目前公司産品已經在汽車前裝的智能座艙、儀表盤、車載音頻和汽車後裝的行車記錄儀、車載娛樂電子等實作規模量産。2022年,公司積極對接國内汽車廠商,順利完成多個項目落地。

2、數字化推動電力行業變革,國産方案優秀供應商

實作碳達峰碳中和,能源是主戰場,電力是主力軍。

大陸先後印發了《中共中央 國務院關于完整準确全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》,對能源電力低碳轉型進行了專項部署,要求推動能源低碳轉型平穩過渡,穩妥有序、循序漸進推進碳達峰行動,確定安全降碳。

建設新型電力系統是實作碳達峰碳中和目标的重要抓手,也是電力行業走向高品質發展的重大機遇,要立足大陸目前能源結構以煤為主的國情,統籌協調好各類能源發展,實作電力系統安全降碳。

《“十四五”現代能源體系規劃》中提出,到2025年,非化石能源發電量比重達到39%左右,電能占終端用能比重将達到30%左右,未來将有更多電力使用者及端口接入。

在以風電、光伏為主要發電方式的新型電力系統中,時空錯配問題将導緻發電和用電側供需不平衡。新型電力系統的運作也将由[源随荷動]的源荷實時平衡模式、大電網一體化運作控制模式,向[源網荷儲協同互動]的非完全源荷實時平衡模式、大電網與微電網協同運作的控制模式轉變。在這種情況下,數字賦能将成為新型電力系統的顯著特征,數字電網則是承載新型電力系統的最佳形态。

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電力産品向節能、智能、穩定等方向持續進化是全球大趨勢。

通過智能終端實作節能低碳,對晶片的性能及算力提出更高要求。針對電力産品應用,瑞芯微從電力行業需求出發,通過高性能通用及自研NPU進行算力加持,輕松應對更為複雜的情況。

在RK3588J、RK3358J、RK3568J、RV1126K、RK1808K等一系列晶片的加持下,瑞芯微賦能電力行業的多類型産品快速落地,具備原生RT-Linux、多核異構系統、實時SPI和SDIO接口,微秒級的中斷響應延遲等特性,不僅滿足電力産品性能上的更新需求,也使得産品運作更加穩定。

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3、新場景應用不斷打開,機器視覺市場廣闊

從全球市場來看,GGII資料顯示,2021年全球機器視覺市場規模約為804億元,同比2020年增長12.15%,預計至2025年該市場規模将超過1200億元。2022年至2025年複合增長率約為12%。

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2021年,物流倉儲、新能源行業的蓬勃發展拉動了相關企業的擴産需求,視覺檢測産品需求增長明顯,GGII資料顯示,2021年中國機器視覺市場規模138.16億元(該資料未包含自動化內建裝置規模),同比增長46.79%。

其中,2D視覺市場規模約為126.65億元,3D視覺市場約為11.51億元;傳統工業産品的回暖也為機器視覺帶來生機,增長趨勢明顯。

根據GGII預測,至2025年大陸機器視覺市場規模将接近350億元,其中,2D視覺市場規模将超過290億元,3D視覺市場規模将接近60億元。

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公司以“大音頻”、“大視訊”、“大感覺”、“大軟體”的核心技術為基礎,經過在機器視覺的多年布局,已積累了廣度、深度并重的技術和産品線。

2022年,公司持續疊代更新并打造不同算力層次的機器視覺處理器,積極開拓機器視覺市場,推廣各類IPC、多目攝像頭、智能門禁、智能家居,以及特别是面向機器人、工業、醫療領域的視覺檢測等産品應用,已擷取一定的客戶基礎和銷售業績。

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機器人領域,公司的晶片産品應用領域廣泛,已應用于多種形态的機器人産品,比如掃地機器人、教育機器人、服務機器人、工業/農業機器人等。

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(三)RK3588面向中高端市場,由導入期逐漸走向放量期

2021年,公司新的高性能旗艦處理器RK3588面世,該晶片彌補國内高性能通用處理器的空白,其強大的通用和AI運算能力進一步促進各個行業的發展。

該晶片采用先進Fin-FET制程,内置ARM 4核A76和4核A55 CPU,4核ARM G610 GPU,以及自研的6T算力NPU;支援高速的64bit LPDDR4/LPDDR5記憶體,以及大容量存儲器接口,滿足各種應用下的存儲器需求;在多媒體上,具備8K多格式視訊編碼器、解碼器及48M圖像信号處理器,并具有8K顯示以及多路4K顯示能力,最多6路攝像頭輸入處理能力;在高速外設接口上,具備多路USB3.1、PCI-e、SATA以及以太網接口,可以實作5G、WiFi 6、萬兆以太網以及更複雜的連接配接。

RK3588是公司新一代通用旗艦AIoT晶片,規格上涵蓋PC、智能硬體、視覺處理、車載處理的各種需求,以高算力、高性能多媒體處理、高可擴充性為特點,适用于高性能平闆、ARM PC、智能座艙、多目攝像頭、智能NVR、智慧大屏/多屏應用、雲服務及邊緣計算、VR/AR等應用領域。

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在2022年第一季度,RK3588正式版SDK釋出;2022年第二季度,客戶的RK3588項目開始進入量産,實作了業界類似規模的大SoC進入量産的頂尖速度。

在2022年的市場需求下降、客戶下半年去庫存的背景下,部分客戶RK3588項目進度推遲,導緻RK3588的全年銷量不及我們的年初預期。但報告期内,RK3588已經得到200餘家客戶、400餘個項目的采用,為2023年打下了良好的基礎。RK3588不但在各目标應用場景的行業龍頭客戶的項目中落地,還與客戶共同推出了新興行業的潛力産品,例如NAS(網絡附屬存儲)、直播機、移動屏、服務機器人、SBC(單闆計算機)等。

我們認為,經過2022年一整年的導入,公司的頂級旗艦晶片已經在多個客戶中實作突破,目前正處于由導入期步入放量期的階段,該顆旗艦新品單品售價高,放量後所帶來的業績成長前景可期。

四、盈利預測及估值

(一)盈利及相關基礎假設

1、假設今年伴随着産業庫存的持續出清、下遊需求的逐季回暖,公司營收可以實作逐季增加, RK3588從導入期向量産期切換順利,下遊客戶需求可以有效傳導到公司;

2、假設上遊晶圓代工廠整體的漲價幅度不高且後續考慮到需求的不景氣而難以持續漲價;

3、我們預計2023-2025年公司內建電路産品的銷售收入分别為25.30億元、34.15億元、44.40億元,同比分别增長27%、35%、30%;

4、假設公司綜合毛利率跌幅收窄,且有望在2024、2025年逐漸回複正常水位,我們預計2023-2025年公司綜合毛利率分别為37%、38%、38.5%。

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(二)估值

我們預測公司2023年至2025年分别實作營收25.74億元、34.68億元、44.97億元,同比增速分别為26.8%、34.7%、29.7%,分别實作歸母淨利潤4.63億元、6.77億元、8.35億元,同比增速分别為55.7%、46.2%、23.2%,對應的PE分别為76.3倍、52.2倍、42.4倍。

五、風險提示

終端市場發展不及預期的風險、晶圓産能緊張和原材料價格上漲風險、行業競争加劇帶來的風險、新品導入不及預期風險。

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報告選自【遠瞻智庫】

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