ChatGPT浪潮下的人工智能产业分析
OpenAI推出的ChatGPT风靡全球,国内外大厂纷纷跟进。谷歌迅速推出ChatGPT对标产品--Bard,以此应对微软与OpenAI的合作所带来的人工智能领域的挑战;百度在人工智能四层架构中有全栈布局,于3月16日正式发布“文心一言”;阿里巴巴由阿里达摩院牵头的类ChatGPT对话机器人也已处于内测阶段;京东云旗下言犀人工智能应用平台宣布将整合过往产业实践和技术积累,推出产业版ChatGPT--ChatJD。AI赛道龙头迎来了新的发展风口。
科大讯飞:语音智能龙头,占据我国13.7%的语音语义市场规模,市占率第一。不断实现AI技术的应用场景多元化,涉及教育、医疗、消费等领域。
拓尔思:国内最早从事自然语言处理(NLP)研发的企业之一,在NLP、知识图谱等领域都具备自主可控的底层技术,产品对标国外搜索引擎数据库龙头 Elasticsearch和知识图谱服务厂商龙头Palantir。
三六零:2020年起就开始在包括类ChatGPT技术在内的AIGC技术有所布局,同时本身拥有丰富的多模态大数据积累、相关语料以及支撑大规模算力的资金储备。计划尽快推出类ChatGPT技术的demo版产品。
海天瑞声:业务覆盖智能语音、计算机视觉、自然语言等场景,布局智能驾驶领域。毛利率、净利率显著高于海外龙头厂商Appen。
汉王科技:人工智能领域的先行者,形成了文本大数据、笔智能交互、人脸及生物特征识别、AI智能终端四大主要业务板块。
云从科技:基于人机协同操作系统,智慧城市、智慧金融、智慧出行、智慧商业为主要应用场景。
5. 具备AI基础的厂商:寒武纪(AI芯片)、商汤海光信息(CPU芯片)、龙芯中科(CPU 芯片)、景嘉微(GPU芯片)、浪潮信息(算力)、中科曙光(算力)、紫光股份(算力)
数据对AI应用的重要性不断提升,人工智能的发展需要大量高质量的数据作为底层支撑,通过对数据的搜集与处理,从而为机器学习提供大量的样本。而AI行业应用场景的延伸以及模型迭代既积累了海量数据,又催生了新的数据需求。根据麦肯锡报告,约1/3的算法模型每月至少更新一次,约1/4的算法模型每日至少更新一次,算法模型持续更新的特点将进一步拓展各领域数据的需求空间。AI的应用与普及将带来数据要素产业链各环节的发展爆发。
传统电信运营商掌握着海量数据(涵盖用户的身份信息、消费信息、上网行为、位置信息、访问日志数据以及内部数据等),深度参与数据加工及技术服务等环节,同时在网络算力基础设施上不断投入,有望通过AI重塑价值。
中国电信:宽带业务起家,传输承载与云网建设领先同行,云网技术竞争力强。业内首发十亿参数量级城市治理领域的大模型,布局打造电信领域的产业版ChatGPT。
中国移动:行业龙头,用户规模和网络规模均大幅领先于同行,资源优势明显,盈利能力较强。
中国联通:全面布局“大联接、大计算、大数据、大应用、大安全”五大主要业务。牵头创立中国算力产业技术联盟,探索云网一体向算网一体创新,并不断升级联通云产品。
恒为科技:网络可视化的运营商领域龙头,在近期中国移动集采中成为第一中标候选人。
数据中心按服务对象,可划分为国家级数据中心(NDC)、企业数据中心(EDC)和互联网数据中心(IDC),实际上是一个容纳服务器等基础设施的大机房,可用于计算和存储数据。作为算力的主要承载,人工智能等发展引发数据爆炸的同时,数据中心的配套建设需求也有所增加,全球与中国的数据中心市场规模持续保持增长态势。
目前美国是世界上最大的IDC市场,根据SynergyResearch的数据,截至2021年美国拥有全球IDC市场份额的49%,其次是中国,占15%。自2020年起,在新基建政策的指引下,我国数据中心行业开始迈入快速发展的阶段。2022年2月,我国“东数西算”工程正式启动,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等8地建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群,优化全国资源配置。
目前我国数据中心行业市场集中度较高,主要为三大运营商所主导,其以自用为主,第三方数据中心运营商则主要承接核心城市的数据中心需求,如互联网、金融和政务等客户需求。
接下来对数据中心产业链主要环节进行介绍,部分内容(如计算芯片等)将在第三部分介绍:
光环新网:IDC与云计算业务齐头并进。IDC布局以京津冀、长三角为核心,投产机柜达4.7万个。云计算业务收入主要来自亚马逊云服务,目前已运营近6年时间。
数据港:国内综合规模TOP3的第三方数据中心运营商,公司多项云计算数据中心核心技术指标已可比肩亚马逊、谷歌、微软等全球云计算产业巨头。
奥飞数据:华南地区领先的IDC服务商,拥有百度、阿里、快手等优质客户,同时与三大运营商有所合作。
降低数据中心能耗是大力发展数据中心产业的一个重要课题。预计到2025年,数据中心能耗总量将达到3952亿 kW·h,占全社会用电总量的4.05%。数据中心总功耗中由服务器、存储和网络通信设备等所构成的 IT 设备系统所产生的功耗约占45%,而空调系统则大约占40%。因此数据中心温控能耗的减少成为降低电能利用效率(PUE,计算方式为“数据中心总能耗/IT设备能耗”)的关键环节。
目前数据中心基础设施的制冷方式主要有风冷和液冷两种方式。风冷是以风为冷媒的传统数据中心散热方式,而液冷则包括喷淋式、冷板式、浸没式三种,分别采用喷淋冷却液、使用液冷冷板和完全浸没发热元件的方式进行散热。随着单机柜功率密度的增大、数据中心的大型化以及PUE政策要求趋严,液冷技术成为必然之选。
英维克:率先推广的间接蒸发冷却技术作为最有效的降低能耗的成熟技术之一已获得广泛认同。客户包括三大运营商、腾讯、阿里巴巴等。
佳力图:专注于数据机房等精密环境的温控技术研发,开发了智能一体化机房产品,包括风冷、液冷一体化解决方案。客户涵盖三大运营商、人民银行、华为、南方电网等多行业,在手订单充足。
申菱环境:主要为数据服务产业环境、工业工艺产研环境、专业特种应用环境等提供以专业特种空调为代表的空气环境调节设备。与华为达成深度合作。
依米康:数据中心制冷设备提供商,率先储备了管理WUE值和液冷的先进技术。
中兴通讯:通信设备商龙头。近几年在运营商服务器采招标中连续保持前三中标。
中科曙光:核心信息基础设施领军企业,拥有行业领先规模计算资源,在信创服务器、AI服务器等领域具有领先优势。
浪潮信息:服务器龙头,已连续5年保持中国AI服务器市场份额超过50%,拥有业内最全的人工智能计算全堆栈解决方案。
3.4 光模块:中际旭创、新易盛、光迅科技、剑桥科技、天孚通信、德科立、源杰科技
光模块是数据中心的一个重要硬件设备,由光电子器件、功能电路和光接口组成,作用是发送端将电信号转换为光信号,经过光纤的传输,在接收端将光信号转换为电信号。
目前主流的两类数据传输解决方案分别为相干光通信和非相干光通信,相干光通信是指采用本振光进行相干检测的光传输系统,适用于长距离传输;非相干光通信是指不需要相干本振光的光传输系统,适用于中短距离传输。“东数西算”的算力布局带动了长距离光传输的需求,中际旭创、光迅科技以及新易盛等的相干产品也开始步入成熟阶段。
而远距离的传输也对传输速率提出了更高的要求。国内光模块企业已经在传输速率为5G、10G、40G,100G、400G的产品领域实现了全产品布局,100G光模块虽然仍是需求的主流,但是400G、800G高速率光模块预计将不断实现产品迭代,目前多家国内厂商已有出货。
中际旭创:光模块业务处于全球第一梯队,成功实现800G高速光模块和相干光模块小规模出货,是谷歌、微软、Facebook等IDC建设的供应商。
剑桥科技:多次收购美国先进光模块生产厂商,在基于最新PAM4调制技术的400G和800G及硅光技术的光模块领域保持领先。
德科立:主营光收发模块、光放大器、光传输子系统,产品具备长距离光传输的优势。
交换机是搭建网络的核心设备之一,主要功能为扩大网络覆盖范围,能为子网络提供更多的连接端口,以便连接更多的服务器、计算机及终端。
紫光股份:ICT(信息与通信技术)领域龙头,旗下新华三集团截至2022年三季度占据国内交换机市场份额的34.33%,基本与华为持平。在近日的中国移动交换机产品集采中,新华三独揽70%的份额。
锐捷网络:国内交换机市场份额排名第三。多次获得三大运营商数据中心交换机单次集采中的最高份额,与阿里巴巴、腾讯和字节跳动等大厂进行深度合作。
当前爆火出圈的“ChatGPT”所使用的大模型便带有千亿级别的参数量,在未来千亿、甚至万亿级的模型参数量也可能只是寻常。如何承载如此庞大的数据量运算,提供高精确度的数据处理结果?这背后离不开算力支持。根据IDC的测算(下图),我国智能算力规模当前正处于高速增长阶段。
放眼全球,中国当前的算力水平仅次于美国,位居世界第二(下图)。据IDC、浪潮信息和清华全球产业研究院联合编制的报告分析,国家算力规模与经济发展水平显著正相关,算力彰显国家综合实力。
算力的提升不仅仅依赖于更大规模的数据中心建设,在AI芯片方面的研发与突破也尤为重要。
AI芯片也被称为AI加速器或计算卡,是专门用于处理人工智能应用中的大量计算任务的模块(其他非计算任务仍由CPU负责)。目前适合深度学习且可大规模商用的AI芯片主要有GPU、FPGA、ASIC三种技术路线(下图)。
GPU最早被引入加速深度学习算法,目前应用最为成熟。据IDC2021年数据显示,GPU占据市场90%以上的份额。但是FPGA、ASIC等技术也在快速发展,预计市场份额到2025年可超过20%。
当前AI芯片市场(上图)被国外芯片大厂牢牢把控,英伟达是绝对的AI芯片龙头。据IDC数据显示,2021年中国加速卡市场中80%的份额被英伟达占据。
但2022年9月,美国禁止了英伟达和AMD高端芯片对中国的出口,中国芯片领域的“卡脖子”问题愈发突出,国内对研发自主可控AI芯片的呼声也愈发强烈。
目前国内芯片相关企业有CPU芯片企业(龙芯中科、海光信息)、GPU芯片企业(景嘉微)、FPGA芯片企业(紫光国微、复旦微电、安路科技)和ASIC芯片企业(寒武纪、澜起科技)。
景嘉微:国产GPU龙头,同时也是当前稀缺的自主开发并实现大规模商用的企业。
紫光国微:积极推进高中低端全系列FPGA产品的研制开发,先后承接FPGA领域多项国家科技重大专项“核高基”课题研究,拥有近200项专利。
复旦微电:国内最早推出亿门级FPGA产品的厂商,已累计向超过500家客户销售相关FPGA产品,10亿门级产品研发开展中。
安路科技:国内民用FPGA领域第一梯队,FPGA芯片种类全专用EDA软件功能完备。
寒武纪:国内AI芯片龙头,目前国际上少数几家全面系统掌握了智能芯片研发和产品化核心技术的企业。
硅光、相干及光电共封装技术具备高成本效益、高能效、低能耗的特点,或将成为高算力场景下“降本增效”的解决方案,推动算力释放。
这三项技术均为光模块技术的迭代发展,其中硅光技术和相干技术已有长足的发展。虽然光电共封装技术(CPO)概念在近期大热,但是该技术尚未达到可商用的水平,仍被视为硅光技术的辅助。
硅光技术的核心理念是“以光代电”,即采用激光束代替电子信号传输数据。相较于传统光模块,硅光技术能够在低成本的前提下有效提高数据中心内的通信效率。同时传统的微电子技术已经逐渐接近性能极限,在带宽、功耗、时延等方面“电芯片”越来越难以满足市场需求,硅光技术的发展显得至关重要。
硅光技术主要掌握在美国企业手中,国内传统光模块产商大量投入资金研究或并购,以掌握这一生死攸关的技术。
CPO 技术将交换ASIC芯片和硅光引擎(光学器件)在同一高速主板上协同封装,从而降低系统功耗、降低成本和实现高度集成。集成封装的形式缩短交换芯片和光引擎之间的距离,高速电信号高质量传输,同时元件更集中也有利于引入冷板液冷。
CPO及硅光领域,重要的厂商有中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技等;CPO相关的光引擎和光器件领域,主要关注天孚通信;CPO相关的光芯片领域,实力突出的光芯片厂商有源杰科技、仕佳光子。
信创产业即信息技术应用创新产业,其核心是建立自主可控的信息技术底层架构和标准。美国科技霸凌、外部环境不确定性强的情况下,推进核心信息技术国产化意义重大。
信创产业链(下图)中的软硬件设施等诸多环节与上文所介绍的数据和通信、算力存在部分的重叠,AIGC(ChatGPT)的现象级发展有助于为信创产业部分环节注入新的增长动力。AIGC与应用软件存在着天然的连接点,在应用软件中接入AIGC能够显著提升用户的工作效率,数量级地提升生产力水平。
国外主流的CPU厂商主要有Intel、AMD;国内CPU厂商主要有龙芯中科、海光信息、飞腾、鲲鹏、兆芯、申威等。
龙芯中科:中国自研CPU第一股。背靠中科院研究所,拥有自主指令集,自研IP核,提升单核性能,引领国产CPU自主可控。
海光信息:国产X86CPU龙头,X86架构的海光服务器凭借生态和高性能占据市场优势地位。
中间件搭建起了操作系统、数据库等系统软件和应用软件之间的连接桥梁,在整个软件技术体系中起关键支撑作用。国产中间件主要厂商有东方通、宝兰德、普元信息等。
东方通:国产中间件厂商龙头,从行业规模、产品认可度、研发投入等角度都有显著优势。
操作系统控制和管理全计算机系统的软硬件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配,同时提供给用户和其他软件方便的接口和环境,它是计算机系统中最基本的系统软件。在国产操作系统领域,麒麟(中国软件)和统信(诚迈科技)双寡头格局逐步确立,麒麟在信创领域保持领先。
中国软件:国产操作系统龙头,同时持有中标软件50%股权和银河麒麟40%股权,且中标麒麟和银河麒麟适配除上海兆芯外的所有国产CPU。
从目前融合了ChatGPT的微软Office产品可以看到,ChatGPT赋予办公软件更多的便利性、自动化功能,极大降低使用门槛,大幅提高办公效率。ChatGPT加持下,办公软件的价值量有望大幅度提升,行业迎来全新发展机遇。
Office办公套件龙头厂商金山办公优势稳固,2018年就围绕“多屏、云、内容、AI、协作”推动业务转型,现与微软同处基础办公软件第一梯队。
在ERP方向龙头格局确立,大单落地不断。头部企业用友网络竞争优势显著,2021年在中国ERP领域市占率达40%,连续十几年蝉联第一。
应用软件厂商需要根据上游基础硬件及基础软件两层架构完成进一步的软件开发,系统集成厂商负责对软硬件做最后的集成并销售给下游客户。国内系统集成厂商主要有中国软件、东华软件、航天信息、太极股份、东软集团、中国长城等。
东华软件:国内首家同时具有系统集成一级、涉密甲级、CMMI5级等资质的企业。
航天信息:国家大型信息化工程和电子政务领域龙头,为党政机关、重点行业用户提供系统集成、产品研发和运维服务。
太极股份:国内 IT 领域龙头企业,全面布局信创基础软件产业,近五年公司云服务+网安+智慧应用三大业务营收占比不断提升,系统集成业务缩减。
传媒板块拥有大量AI下游应用领域具备内容生产场景、优质数据或客户的公司。人工智能特别是生成式AI(AIGC)的发展对互联网传媒应用有着极为直接的作用。
在商业上,生成式AI可以嵌入企业工作流程辅助生产,实现降本增效;也可进入营销环节,辅助营销创意生成。在消费上,生成式AI可应用于教育、娱乐、陪伴、医疗等服务场景。
AI应用有助于打破游戏的“不可能三角”,同时兼顾质量、成本和速度,大大提高产能。相关游戏厂商有三七互娱、吉比特、富春股份、恺英网络、顺网科技、盛天网络等。
三七互娱:国内游戏龙头,“量子-天机”AI系统通过将人工经验转化为机器代码,全面提升了发行和运营的效率。
教育是Open AI官方推荐的应用场景,在辅助学习方面具有应用前景。国内AI教育相关标的有科大讯飞、国新文化、世纪天鸿等。
国新文化:教育IT和职教实训龙头,子公司奥威亚依托音视频核心技术优势,推进AI应用赋能产品升级及推出智慧云眼新品,不断丰富产品线 影视领域:
AI对传统影视行业的赋能体现在降本增效及拓展创意思路上,相关影视厂商有万兴科技等。
国产数字创意龙头,AIGC新品万兴AI绘画是全球首款交互型“图生图”AI绘画软件,计划未来向视频创意过渡。2.4 广告营销领域
引入AI有望实现针对不同用户标签推送智能化内容。不仅能精准识别用户,也能针对不同标签、场景、时空的消费者生成不同内容,提升广告转化效率。相关营销厂商有蓝色光标、利欧股份、天娱数科、易点天下等。
国内营销龙头,公司正积极试用ChatGPT技术,自有虚拟人苏小妹已介入AI多轮对话,AI作诗能力已进入技术测试阶段。2.5 虚拟人和虚拟场景领域
AI数字员工有望成为AI时代重要“劳动力”,为企业降本增效。相关虚拟应用厂商有立方数科、天娱数科、天下秀等。
生成式AI应用在AI客服有语言理解及内容生成方面的优势,将推动商品推荐及营销精准度提升。相关电商应用厂商有吉宏股份、光云科技等。
,发布了「昆仑天工」AIGC全系列算法与模型,并宣布模型开源。「昆仑天工」旗下模型覆盖图像、音乐、文本、编程等多模态内容生成能力,标志着昆仑万维成为目前国内AIGC领域布局最为全面的公司之一。
一.AI,ChatGPT概念OpenAI推出的ChatGPT风靡全球,国内外大厂纷纷跟进。谷歌迅速推出ChatGPT对标产品--Bard,以此应对微软与OpenAI的合作所带来的人工智能领域的挑战;百度在人工智能四层架构中有全栈布局,于3月16日正式发布“文心一言”; 阿里巴巴 由阿里达摩院牵头的类ChatGPT对话机器人...