智能物聯網芯片景氣復蘇

吳新竹

智能物聯網（AIoT）是將人工智能與物聯網相結合的技術，2023年下半年起，得益于高性能SoC、Wifi芯片、高清視頻解碼芯片的研發及商業化，AIoT相關芯片公司的業績陸續走出谷底，2024年一季度，部分上市公司的業績修復，個別公司營收已接近歷史高峰水平，行業景氣復蘇。

以ChatGPT為代表的生成式AI系統給智能家居的交互方式帶來升級，未來可以應用于智能音箱、可穿戴設備等為代表的智能家居產品，令產品反饋的豐富程度及準確性大幅提升，對用戶意圖的理解會更加“智能”，從而改善消費者的體驗，為智能家居打開新的成長空間。AI SoC為邊緣算力的承載體，有望跟隨IoT設備的智能化浪潮實現快速成長，2027年中國AIoT SoC芯片市場規模將達到2794億元。

盈利修復

2022年消費電子行情低迷，受此影響相關芯片產品盈利式微，行業進入下行周期，芯片設計公司仍保持較高的研發投入，推動新一代芯片的研制。AIoT SoC芯片是應用于AIoT設備主控制器上的集成化芯片，是數據運算處理的中心，集成了中央處理器、圖形處理器、神經網絡處理器、視頻編解碼器、音頻解碼器、顯示控制器、內存系統、網絡接口、輸入輸出子系統等多功能模塊，AIoT SoC芯片則集成多個AI模塊，該類芯片不僅可滿足消費電子的智能化升級需要，還能實現AI處理、音視頻處理、智能語音等功能。

隨著終端庫存出清以及高性能芯片的商用上市，2023年下半年起，AIoT SoC走出谷底。2023年，樂鑫科技營業收入同比增加12.7%，扣非歸母凈利潤同比增加63.6%，物聯網芯片全球累計出貨量突破了10億顆，公司芯片產品已從Wi-Fi MCU這一細分領域擴展至AIoT SoC領域；恒玄科技營業收入同比增加46.6%，扣非歸母凈利潤同比增加136%；全志科技智能終端應用處理器芯片收入同比增長12.4%。

AI大模型在邊緣、終端的本地化、小型化部署趨勢更加清晰，2024年一季度，瑞芯微在汽車電子、工業應用、機器視覺等領域同比大幅提升，營收增長約64%-67%，實現凈利潤6000萬-7000萬元，相比之下，該公司2021-2023年各年一季度分別實現凈利潤1.1億元、8415萬元和-1838萬元，2024年第一季度利潤顯著回升。2024年一季度，晶晨股份實現營業收入13.8億元，同比增長33.1%，與歷史收入高點2022年一季度的14.8億元相比差距較小。

SoC具有集成度高、功耗低、發熱小、兼容性強等特點，在視頻編解碼及視覺處理等方面實現多格式兼容，從終端產品來看，TWS耳機、智能手表、VR/AR等可穿戴設備的SoC市場長尾客戶較多，瑣碎又繁多的場景不適合芯片巨頭的商業模式，芯片巨頭通常適合龐大的單品類市場，如手機SoC、個人電腦CPU、GPU等。SoC更多追求的是低功耗帶來的續航時間，給國產廠商創造出發展空間。研究機構預計，AIoT SoC芯片中國市場規模將持續擴大，2027年將達到2794億元。

在視頻領域，消費領域支持8K解碼的智能盒子近年開始出現，超高清視頻產業相關標準于2023年11月起實施，醫療健康、安防監控、工業可視化、智能交通等超高清新業務對8K高清顯示的需求增長，8K標準、芯片等配套技術完善，8K技術持續突破技術短板，產業鏈進入加速成熟階段，相關芯片的出貨量提高。

Wi-Fi是支撐智慧城市和智慧家庭發展的重要技術，過去主要有2.4GHz和5GHz兩個頻段，而超高吞吐量和低延遲應用程序日益增多，智能家居、智慧城市、工業互聯網等物聯網市場的發展以及模擬現實、增強現實、高清、超高清等領域的推進要求Wi-Fi技術朝著更快速度、更低延遲、更高數據傳輸質量等方向不斷演進。國泰君安指出，考慮到頭部物聯網設備商的市占率接近，且產品策略類似，市場化競爭充分，各廠商將以低于或接近成本價的價格銷售硬件，國內廠商在產業鏈整合等環節具有成本優勢，能夠應對降本要求，將充分受益于AIoT的持續滲透。

智能家居創新發展

掃地機器人、可穿戴設備、智能音箱、智能電視是常見的物聯網設備。掃地機市場2023年快速復蘇，國產品牌的自主導航產品實現量產，掃地機對避障功能的追求不斷提高，國產品牌陸續推出了集成AI物體識別及避障功能的中高端產品。針對這一市場趨勢，國產芯片廠商研制出面向中高端掃地機的新一代高性能八核+AI專用算力芯片及解決方案。

可穿戴設備廠商越來越多地引入生成式AI，例如，智能手表通過深度學習和自然語言處理技術，能夠理解用戶的語言和行為，從而提供更加個性化的建議和服務。割草機、仿生機器人以及送餐倉儲等產品均需要更高級的AI智能算法，以具備識別、避障和智能導航等功能，需要芯片公司在激光、視覺、ITOF、雙目等傳感器技術上持續深度開發，推出解決方案。

智能音箱銷量的爆發主要集中在2018年和2019年，但由于智能化升級緩慢，同質化現象嚴重，產品生態建立不完善，與其它家居設備的互聯互通能力受到限制，其消費者體驗曾一度不佳。

國泰君安證券指出，國內智能音箱銷量于2020年達到峰值3785萬臺，并從2022年開始快速下滑，當年銷量環比下降了28%。國內傳統物聯網市場面臨增長瓶頸，頭部廠商積極將大模型引入智能音箱，有望刺激新需求，預計從2024年開始國內智能音箱的年銷量將保持在2000萬臺左右的穩態水平。

目前，百度、小米、天貓精靈等國內智能音箱巨頭歷經多年的布局，各自的產品生態圈建設已趨于完善。以GPT4為代表的大模型所具備的多模態能力將大幅提升終端應用的智能化體驗，智能音箱的語音、視頻交互能力有望得到充分升級。國產芯片已能夠定制出場景化的智能助理例，如天貓精靈SOUND系列已接入大模型終端操作系統。

智能電視正處于AI技術深度重構的初期，需要提升SoC中的CPU算力、附加專屬的AI內核和DSP、提供更加豐富的音視頻擴展接口，以及降低功耗增加續航時間。環境智能將成為智能家居平臺能力升級的重要方向之一，基于對空氣、光照、用戶動態等信息的集中收集和綜合處理，智能家居平臺將逐步構建對用戶需求的感知乃至預判能力，從而推進人機交互無感化、場景服務個性化發展。

邊緣AI方興未艾

RISC-V掀起了開源硬件和開放芯片設計的熱潮，計算架構的開放激發開源硬件創新，而鴻蒙系統具有“跨終端、分布式”的特點，為不同設備的智能化、互聯和協同提供了統一的語言，在不通過云端協助下，用戶可以通過鴻蒙硬件連接形成集群算力，來解決對算力需求較高的端側任務，對端側硬件算力的要求大大解放。

如今的云計算+物聯網時代，應用在云端和邊緣計算服務器上的AI芯片是以GPU為代表的強通用性芯片，終端AI芯片更多是將AI功能模塊結合CPU、GPU、ISP等模塊融合進SoC中，并針對語音識別、人臉識別等不同的應用場景完成定制化設計，同時需要做好性能與功耗的平衡。海量的物聯網終端設備是邊緣AI的主要落地場景，而AI SoC為邊緣算力的承載體，有望跟隨IoT設備的智能化浪潮實現快速成長。

2022年全球邊緣AI芯片的市場規模不足400億美元，有望在2025年突破600億美元，中國國內市場空間將從2022年的50億美元增長至2025年的110億美元，年化平均增長率達30%。2023年全球邊緣AI芯片出貨估計為13.1億顆，包含語音處理類1.9億顆、機器視覺類9億顆、傳感器數據分析類1.4億顆，預計出貨量到2028年將提升至22.9億顆。

在萬物互聯、用戶需求多樣化的趨勢下，大模型與生成式AI推動內容與服務加速重構，AIoT時代智能硬件技術更新快、產品迭代周期短，支撐AIoT芯片持續升級，功能日新月異。隨著物聯網設備數量的不斷增加，以及人工智能技術的廣泛應用，AIoT芯片市場的需求將持續增長。