核心观点与关键数据
AI增强型SOC与边缘侧AI应用
AI增强型SOC通过集成NPU和重可重构计算单元,释放边缘侧实时推理与决策能力。音频作为AI端侧重要信息维度,推动声纹识别、智能降噪等应用场景发展,驱动AI产品重构。智能无线音频芯片需综合考虑功耗、算力、连接性能及成本,AI算法通过集成更大NPU支持更复杂模型,提升音频体验自然度。
SOC与MCU的区别
SOC(系统级芯片)集成CPU、GPU、NPU等部件,承担复杂计算任务,代表企业包括瑞鑫威;MCU(微控制器)整合CPU、内存及驱动电路,主要用于终端控制,代表企业包括教育创新、小型科技。SOC集成度更高、性能更强,适合复杂场景;MCU侧重基础控制。
芯片架构
主流指令集架构包括x86、ARM等,ARM架构分为Cortex-A(高性能计算)、Cortex-R(实时控制)、Cortex-M(低功耗嵌入式)。RISC-V作为开源架构,具备自主可控、可扩展及成本优势,预计2024年搭载RISC-V处理器的SOC约20亿颗,2031年有望超过200亿颗。国内IP设计仍依赖海外授权,贸易环境促使自主可控技术需求增加。
处理器技术
NPU(神经网络处理器)专为神经网络计算设计,高效执行大规模矩阵运算,耗电量远低于GPU,适用于人脸识别、语音识别等领域。NPU通过高度并行设计快速执行重复任务,逻辑和物理架构区别于CPU和GPU。NPU技术架构随AI算法和应用场景演进,从2015年支持简单CNN运算发展到2016年支持Transformer模型及张量加速器。
ISP(图像信号处理器)
ISP用于实时处理优化图像或视频信号,集成在影像采集系统,分为集成式和独立外挂式。AI智能眼镜视觉理解模型进步,要求ISP向高端迭代,支持高精度、高性能、实时性与低延迟,具备计算资源运行AI算法。AI-ISP结合神经网络和传统ISP,弥补固定算法和分布式处理不足,成为AI智能眼镜成像关键。
无线连接技术
无线连接是互联网主要实现方式,涵盖WiFi、蓝牙、Zigbee等协议。2.4GHz共享频谱段支持灵活切换通信方式,无线连接芯片是万物互联核心,催生高级多模和低功耗连接芯片需求。多模SOC芯片简化设计流程,节省空间和成本,成为行业趋势。
蓝牙技术
蓝牙凭借功耗、成本、功能平衡及拓展性强,成为无线通信重要技术。蓝牙4.0引入BLE(低功耗蓝牙),后续版本持续强化低功耗特性。蓝牙音频方面,LE Audio包含LC3编解码器、多重串流音频技术,实现双耳同步传输,降低功耗和延时。蓝牙数据传输设备出货量从2019年的6.7亿增长到2023年的12.2亿,2028年达19.1亿。蓝牙6.0新增信道探测功能,测距精度达厘米级,2028年蓝牙位置服务设备出货量达5.63亿。
WiFi技术
WiFi终端出货量2023年达36亿部,主要应用于智能家居和智能办公。WiFi标准不断演进,目前主流为WiFi 4/5/6/7,WiFi 6E适用于高端设备,WiFi 6/7仍以方案为主。WiFi芯片分为WiFi Station(接收)和WiFi AP(发射),WiFi MCU技术门槛较低,数传WiFi对技术要求更高。全球WiFi芯片供应商包括高通、博通、联发科和瑞昱。
AI智能终端
AI核心推动用户体验升级,主要终端包括:
- AI眼镜:融合视听交互,芯片方案多样化,如高通、瑞芯微等。
- AI玩具:注重用户体验与互动性,如字节跳动豆包大模型。
- 智能手表:监测功能从基础数据进化到血氧、血压等复杂指标,如小米、华为。
- 智能音箱:以语音交互和智能掌控构建智能家居入口,如点播、问答、控制家电。
- AI耳机:集成语音助手、主动降噪,如字节跳动豆包语音识别模型。
- 扫地机器人:市场出货量2024年达2060.3万台,高端化升级持续,如地平线旗下地瓜机器人。
投资建议
生成式AI发展推动低功耗端侧边缘AI计算需求增加,智能终端设备渗透带动核心硬件SOC市场机遇。未来智能化需求将推动硬件方案升级,提升算力、优化功耗并降低成本。建议关注瑞鑫威、全智科技、恒玄科技、乐鑫科技等企业。