一、市场概述
边缘AI算存一体化芯片是一种将存储和计算功能集成在一起的新型芯片,可以在边缘设备上实现高效的人工智能推理和处理。它利用新型存储介质(如ReRAM、MRAM等)的可编程特性,实现了存储器件直接参与计算的存内计算范式,从而突破了传统冯·诺依曼架构下的存储墙、能耗墙和编译墙等瓶颈,实现了高性能、低功耗、低延迟、高集成度等优点。
二、产业链
边缘AI算存一体化芯片产业链主要包括芯片的设计、制造和封装测试环节,此外还衍生出包括芯片制造设备、关键材料等在内的相关支撑产业。
按照上下游产业划分,边缘AI算存一体化芯片产业链可简单的划分为:上游包括芯片制造所需的材料及设备;中游为芯片设计与制造过程,包括芯片设计、芯片制造、封装测试;下游广泛应用于通讯设备、人工智能、汽车电子、消费电子、物联网、工业、医疗、军工等领域。
图表 边缘AI算存一体化芯片产业链
数据来源:行业新闻报道;华信咨询调研整理
三、市场规模
2021年我国边缘计算市场规模为436亿元,预计到2024年规模将达到1804亿元。就具体结构而言,我国边缘计算市场中,2021-2023年边缘AI芯片的市场份额占比分别为13.1%、13.6%以及12.5%。
进一步来看,我国边缘AI芯片市场中,2021-2023年边缘AI算存一体化芯片的市场份额占比分别为30%、32%以及33%。整体而言,我国边缘AI算存一体化芯片市场规模将伴随我国边缘计算市场规模的提升而提升。
四、未来发展趋势
边缘AI算存一体化芯片行业目前处于快速发展阶段,未来将朝以下几方面进行技术创新与发展:
1、利用新型存储介质实现全数字化的存内计算。目前,大部分存内计算采用模拟或模数转换的计算路径,精度受到信噪比的影响,不适合大算力、高精度的场景。利用新型存储介质如ReRAM,可以实现全数字化的存内计算,无需模数转换,提高精度和稳定性,同时降低功耗和成本。
2、实现存算一体芯片的可重构性和可编程性。目前,大部分存算一体芯片是针对特定的AI应用或场景进行定制化设计,缺乏通用性和灵活性。实现存算一体芯片的可重构性和可编程性,可以让用户根据不同的需求和环境,动态地调整存储和计算的资源分配和配置,提高芯片的适应性和效率。
3、探索存算一体芯片的多层次和多维度的融合。目前,大部分存算一体芯片只在单个层次或维度上实现存算的融合,如存储器件层、存储阵列层、芯片层等。探索存算一体芯片的多层次和多维度的融合,可以进一步挖掘存算一体技术的潜力,实现更高的性能和能效比,如存储器件层和存储阵列层的融合、存储阵列层和芯片层的融合、芯片层和系统层的融合等。