电子行业专题：高通等IT龙头布局终端生成式AI，终端AI推理应用有望带动产业链升级

本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 1 2023年08月16日 电子 行业专题 高通等IT龙头布局终端生成式AI，终端AI推理应用有望带动产业链升级 证券研究报告 投资评级 领先大市-A 维持评级 首选股票 目标价（元） 评级 行业表现 资料来源：Wind资讯 升幅% 1M 3M 12M 相对收益 -8.3 1.7 -7.5 绝对收益 -9.6 -2.1 -15.6 马良 分析师 SAC执业证书编号：S1450518060001 maliang2@essence.com.cn 相关报告 半导体设备国产化加速，生成式AI基建向前发展 2023-08-13 AI服务器/EGS平台升级拉动高速PCB需求，高速PCB产业链解析 2023-08-06 顺周期品种有望景气回升，先进封装有望持续受益AI需求 2023-08-06 政策利好叠加技术升级，智能驾驶行业迎关键窗口期 2023-07-30 存储市场前景向好，先进封装大有可为 2023-07-23 高通、苹果、英特尔、Meta、微软、谷歌等龙头企业相继布局终端生成式AI： 随着大模型参数规模的迅速增大，参数规模迈入千亿级和万亿级时代，通用大模型性能优秀，但也带来更大的硬件投入和功耗。近期Meta、微软、谷歌、苹果、英特尔等科技龙头公司均加快部署生成式AI，并探索在手机、PC等终端的应用。高通在《混合AI白皮书》中提出，混合AI是AI规模化发展的必然趋势，混合AI是指终端和云端协同工作，在适当的场景和时间下分配AI计算的工作负载，模型训练在云端实现；根据模型复杂度，推理工作部分放在终端侧。能够带来成本、能耗、性能、隐私、安全和个性化优势，助力实现随时随地的智能计算。混合AI市场潜力巨大，有望在未来十年内为高通打开约7000亿美元市场。 高通混合AI进展： 高通深耕AI研发15余年，拥有领先的边缘侧AI布局，终端侧AI处理器产品矩阵丰富，以8550为代表的高性能产品已广泛应用于多个终端，但传统SOC不适合生成式AI。高通的混合AI工作致力于推进全栈AI策略，助力AI生态系统大规模快速商业化，具体工作如下：一是算法和模型开发，在不牺牲准确度的前提下提高效率。例如：基于Q-SRNet模型的算法、采用INT4量化的软件，以及支持INT4加速的第二代骁龙8硬件，与INT8相比，INT4性能和能效提高1.5倍至2倍。二是提升软件和模型效率。高通 AI 软件栈 全面支持主流 AI框架，比如TensorFlow、PyTorch、ONNX等，旨在为开发者实现一次开发，即可跨高通所有硬件运行AI负载。三是硬件加速。高通AI引擎采用异构计算架构，包括Hexagon处理器、高通Adreno GPU和高通Kryo CPU，通过异构计算，开发者和OEM厂商可以优化智能手机和其他边缘侧终端上的AI用户体验。高通SoC有望持续推陈出新，NPU性能提高，AI算力持续升维。据高通官网数据，骁龙8Gen1的AI算力为9 INT8 TOPs，骁龙8Gen2的AI算力相比上一代约提升了4.35倍，新一代骁龙8Gen3算力有望持续提升。终端有望运行100亿及以上参数的模型。 终端生成式AI带来的硬件变化及投资机遇： 混合AI或带来硬件终端的变化：1）在功耗允许情况下，终端SoC算力持续提升，端侧软硬件一体框架加速优化；2）模型参数的缓存量较大，DRAM配置需根据模型大小同步递增，有望带动存储产业加速-24%-14%-4%6%16%26%36%2022-082022-122023-042023-08电子沪深300 本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 2 行业专题/电子 从周期底部走出；3）未来的生成式AI软件安装包中有可能集成训练好的模型参数，NAND配置需相应提高；4）手机、PC等终端的推理计算能耗增加，对产品的散热要求提高；5）数据吞吐增加，总线通信模式或带宽改变。我们认为，近年来消费电子创新乏力，换机周期逐渐延长，智能手机、PC的出货量有所放缓，终端生成式AI应用有望为消费电子产业链注入新动能：搭载高端SoC的机型渗透率有望持续提升，DRAM和NAND等存储芯片单机用量增加，通信、散热等环节持续优化，智能手机和PC的换机周期有望缩短；生成式AI在自动驾驶/智能座舱、机器人、XR、AIoT等领域的应用也有望提速。建议重点关注手机、PC、自动驾驶/智能座舱、机器人、XR、AIoT等相关产业链投资机会。 风险提示：行业竞争加剧；相关技术进展不及预期；商业变现能力不及预期。 nPsRrMoNsOpRqOqPmQrM6M8Q6MnPoOtRmPjMpPyQeRnMqO7NpOqNwMoOnPNZrNoP行业专题/电子 本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 3 内容目录 1. 科技龙头加快布局AI市场，终端侧AI商业化应用落地加速....................... 5 2. 高通有望引领混合AI发展，助力实现随时随地的智能计算........................ 6 3. 高通持续提升终端硬件AI性能，终端侧全栈AI不断优化......................... 8 3.1. 高通深耕AI研发15余年，不断突破AI可能性 ............................ 8 3.2. 高通全栈AI策略指引下，终端AI性能和能效卓越 ........................ 14 4. 混合AI有望率先给手机和PC端带来AI体验变革............................... 15 4.1. 手机硬件结构复杂，APP的运行涉及诸多硬件交互......................... 15 4.2. SoC：面对生成式AI加速落地，SoC算力提升潜力巨大..................... 18 4.3. DRAM：生成式AI模型参数递增，DRAM配置需同步递增..................... 22 4.4. NAND：未来生成式AI软件较大，NAND配置需相应提高..................... 25 5. AI行情由供给侧迈向应用侧，建议关注产业链投资机会 ......................... 26 6. 风险提示.................................................................. 29 图表目录 图1. 不同领域的AI大模型参数规模演进 ......................................... 6 图2. AI大模型参数规模已经开始逐渐迈入千亿级和万亿级时代...................... 6 图3. 生成式AI大模型走向边缘终端是必然趋势 ................................... 7 图4. 为实现规模化扩展，AI正向边缘转移........................................ 7 图5. 未来100亿或更高参数的混合AI模型有望在终端上运行 ....................... 8 图6. 高通终端侧AI赋能智能网联边缘 ........................................... 8 图7. 2016-2025年间数字化转型有望带来超过100万亿美元的价值................... 8 图8. 混合AI有望在未来十年内为高通打开约7000亿美元市场 ...................... 8 图9. 高通深耕AI研发超过15年，不断突破AI可能性 ............................. 9 图10. 高通SoC支持手机运行数十亿参数的AI大模型 .............................. 9 图11. 高通SoC支持手机AI大模型在12秒内生成图片 ............................. 9 图12. 高通拥有强大且丰富的智能手机SoC产品组合 .............................. 10 图13. 骁龙8 Gen2 CPU为八核心设计 ........................................... 10 图14. 骁龙8 Gen2首批搭载于小米、红米、荣耀、iQOO、一加、OV等厂商........... 10 图15. 高通全栈 AI研究和技术持续改进......................................... 14 图16. 高通AI 全领域引领研发................................................. 14 图17. 高通AI软件栈将AI软件统一到一个软件包中 .............................. 15 图18. Snapdragon 865在能效和性能方面有显著改善.............................. 15 图19. 智能手机的主要结构 .................................................... 16 图20. 智能手机的主电路板结构 ................................................ 16 图21. SoC包含一个或多个计算引擎，主、次存储器和输入/输出端口三个部分........ 16 图22. SoC集成了各种功能模块................................................. 16 图23. 存储器有内存和闪存，分属于不同的存储器层次 ............................ 17 图24. 选择的内存类型取决于设计规范和应用程序 ................................ 17 图25. 系统总线结构图 ........................................................ 18 图26. I2C总线结构图......................................................... 18 图27. Kryo CPU 相比骁龙 8 Gen 1 性能提升35%，同时能效提升40% ............... 20 图28. 骁龙8 Gen 2首次支持INT4，提高了运算效率.............................. 20 图29. 骁龙8 Gen 3和天玑9300在工艺制程及架构 ............................... 21 行业专题/电子 本报告版权属于安信证券股份有限公司，各项声明请参见报告尾页。 4 图30. 全球存储市场DRAM和NAND Flash为主 .................................... 23 图31. 全球存储市场在2022年小幅回落后或恢复温和增长 ......................... 23 图32