2024年是端側(cè)AI元年，已成為行業(yè)共識(shí)。
諸多科技巨頭上馬端側(cè)AI產(chǎn)品項(xiàng)目，如聯(lián)想、惠普、戴爾力推AI PC，OPPO、VIVO、蘋(píng)果等在AI 手機(jī)上下了不少功夫。
根據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，2025年AI PC全球出貨量將超過(guò)1.14億臺(tái)，同比增長(zhǎng)165.5%，2025年AI手機(jī)的滲透率可能會(huì)接近三分之一，出貨量近4億臺(tái)。這也會(huì)帶動(dòng)著上游AI芯片出貨規(guī)模的提升。據(jù) Gartner 統(tǒng)計(jì)，2023 年全球 AI 芯片收入為 540億美元，預(yù)計(jì) 2024 年將達(dá)到710億美元，年均增長(zhǎng)20 - 41%。
基于對(duì)于行業(yè)發(fā)展的判斷，眾多芯片企業(yè)都在加大對(duì)于端側(cè)AI的投入，海外有ARM、英特爾、高通，國(guó)內(nèi)也有不少芯片廠(chǎng)商對(duì)此有野心。
2024年12月27日，炬芯科技發(fā)布公告稱(chēng)，公司擬使用不超過(guò)4.09億元人民幣的超募資金，投資項(xiàng)目及投資金額：新一代端側(cè)AI芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的投資金額預(yù)計(jì)為1.01億元人民幣，針對(duì)端側(cè)AI技術(shù)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；新一代智能無(wú)線(xiàn)音頻SoC芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的投資金額預(yù)計(jì)為1.69億元人民幣，進(jìn)一步夯實(shí)和提升端側(cè)AI在智能音頻領(lǐng)域的深度和廣度；研發(fā)中心建設(shè)項(xiàng)目的投資金額預(yù)計(jì)為1.39億元人民幣，持續(xù)為未來(lái)AI升級(jí)做好充分的準(zhǔn)備。
截至2025年1月17日收盤(pán)，炬芯科技股價(jià)為41.65元/股，較近一年內(nèi)低點(diǎn)漲幅為170%。
優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 聚焦中高端產(chǎn)品
炬芯科技成立于2014年，于2021年在科創(chuàng)板上市，是一家低功耗AIoT 芯片設(shè)計(jì)廠(chǎng)商，公司總部在廣東珠海市，主營(yíng)業(yè)務(wù)為中高端智能音頻SoC 芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)及銷(xiāo)售，專(zhuān)注于為無(wú)線(xiàn)音頻、智能穿戴及智能交互等基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)領(lǐng)域提供專(zhuān)業(yè)集成芯片。
根據(jù)炬芯科技2024年第三季度財(cái)報(bào)，其2024年前三季度實(shí)現(xiàn)營(yíng)收4.67億元，同比增長(zhǎng)24.05%，前三季度凈利潤(rùn)為7900萬(wàn)元，同比增長(zhǎng)51.12%。其中，第三季度營(yíng)收1.86億元，創(chuàng)下單季歷史新高，同期凈利潤(rùn)為2997.26萬(wàn)元，同比增長(zhǎng) 34.87%。
對(duì)于業(yè)績(jī)的增長(zhǎng)，炬芯科技在財(cái)報(bào)中稱(chēng)，“主要系今年（2024年）以來(lái)，公司緊緊把握市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，采取積極的銷(xiāo)售策略，成功實(shí)現(xiàn)公司營(yíng)業(yè)收入較大幅增長(zhǎng)，同時(shí)公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和客戶(hù)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，大客戶(hù)產(chǎn)品銷(xiāo)售占比持續(xù)提高。前三個(gè)季度綜合毛利率達(dá)到 47.13%，同比提升 4.09 個(gè)百分點(diǎn)。”
炬芯科技在投資者關(guān)系活動(dòng)記錄文件中稱(chēng)，今年前三季度，公司增速較快的是藍(lán)牙音箱 SoC 芯片、低延遲高音質(zhì)無(wú)線(xiàn)音頻 SoC 芯片和端側(cè) AI 處理器芯片產(chǎn)品。從終端品牌的貢獻(xiàn)來(lái)看，海外收入占比的提升較為明顯。而公司所服務(wù)的終端品牌不僅有安克創(chuàng)新、榮耀、小米、倍思等國(guó)內(nèi)知名企業(yè)，還有JBL、SONY、BOSE、Samsung等海外一線(xiàn)品牌。
盡管這幾年我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但在高端市場(chǎng)的突破總體有限，能夠?yàn)閲?guó)際一線(xiàn)品牌供貨的芯片企業(yè)并不算多，在音頻領(lǐng)域的就更少，炬芯科技是如何做到的？
炬芯科技董事長(zhǎng)兼CEO周正宇博士表示，能夠得到國(guó)際一線(xiàn)終端品牌的青睞，首先是技術(shù)的積累，音頻是一個(gè)容易被低估的行業(yè)，高品質(zhì)的聲音非常復(fù)雜，是電（客觀(guān)）與聲（主觀(guān)）的混合，想實(shí)現(xiàn)二者的完美融合，需要技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累；其二是打造出高品質(zhì)的產(chǎn)品，“物美價(jià)廉”的道理在高端市場(chǎng)并不成立，具備高可靠性、高品質(zhì)、高音質(zhì)特性的產(chǎn)品一定意義上是用性能冗余換來(lái)的；其三則是一線(xiàn)品牌非常重視供應(yīng)鏈的干凈程度，即在專(zhuān)利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局方面非常嚴(yán)謹(jǐn)，確保品牌客戶(hù)用得放心；最后，便是國(guó)產(chǎn)替代浪潮的助推作用，國(guó)產(chǎn)芯片在有國(guó)際影響力的中國(guó)品牌上實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，充分驗(yàn)證了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力從而被國(guó)際品牌所識(shí)別進(jìn)而被采用，幫助國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)實(shí)現(xiàn)了研發(fā)-產(chǎn)品-市場(chǎng)的正循環(huán)。另外，在征戰(zhàn)海外時(shí)，炬芯獲得JBL、SONY、BOSE、RODE等全球知名品牌的認(rèn)可也在一定程度上助推炬芯科技打開(kāi)海外市場(chǎng)。
炬芯科技董事長(zhǎng)兼CEO周正宇博士
下一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn) 錨定端側(cè)AI
近年來(lái)，隨著AI的發(fā)展，IoT自然而然向AIoT發(fā)展。成立之初便將業(yè)務(wù)重心放在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的炬芯科技也自然察覺(jué)到了市場(chǎng)趨勢(shì)的變化，隨市場(chǎng)而變。
“炬芯的人工智能會(huì)在單位毫瓦上增加更多低功耗的算力，進(jìn)入低功耗、電池驅(qū)動(dòng)的人工智能相關(guān)的IoT領(lǐng)域�！痹缭�2021年，周正宇博士在接受采訪(fǎng)時(shí)便表示。在炬芯科技2024年11月披露的相關(guān)公告中也明確表示，根據(jù)觀(guān)察，端側(cè) AI 將是未來(lái)具備很大發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)。
值得一提的是，盡管端側(cè)AI市場(chǎng)當(dāng)前比較熱，許多科技巨頭爭(zhēng)相推出端側(cè)AI終端設(shè)備，但其中多數(shù)終端設(shè)備所采用的SoC并不是專(zhuān)為AI所開(kāi)發(fā)。以AI眼鏡為例，現(xiàn)有的AI眼鏡產(chǎn)品，主要搭載高通AR1和紫光展銳W517等芯片，這些芯片的產(chǎn)品定義早在五六年之前。如今生成式端側(cè)AI發(fā)展迅速，倒逼端側(cè)硬件性能升級(jí)。
針對(duì)這一市場(chǎng)需求，炬芯科技也正在做出改變。
過(guò)去，炬芯的芯片架構(gòu)一般都是“CPU+DSP”的雙核架構(gòu)，這種架構(gòu)成熟度高，是此前行業(yè)主流解決方案，但也存在著算力較低、能效比較差的問(wèn)題，不大容易適配未來(lái)端側(cè)大模型對(duì)于硬件的需求。
如今，炬芯科技的芯片架構(gòu)逐步全面升級(jí)為CPU+DSP+NPU（ MMSCIMbased）三核異構(gòu)的AI SoC架構(gòu)，為便攜式產(chǎn)品提供更大的算力。值得一提的是，炬芯科技不僅采用了新的芯片架構(gòu)，同時(shí)在其中做了創(chuàng)新工作。
周正宇博士近期在公開(kāi)演講中提到，業(yè)界公開(kāi)的基于SRAM的CIM電路有兩種主流的實(shí)現(xiàn)方法，一是在盡量靠近SRAM的地方用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)計(jì)算功能，另一種思路是在SRAM介質(zhì)里面利用一些模擬器件的特性進(jìn)行模擬計(jì)算。不過(guò)兩種思路都有其缺陷，炬芯科技創(chuàng)新性地選擇基于模數(shù)混合電路的SRAM存內(nèi)計(jì)算（Mixed-Mode SRAM based CIM，簡(jiǎn)稱(chēng)MMSCIM）的技術(shù)路徑，在SRAM介質(zhì)內(nèi)用客制化的模擬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)字計(jì)算電路，既實(shí)現(xiàn)了真正的CIM，又保證了計(jì)算精度和量產(chǎn)一致性。
雖然SRAM相對(duì)于其他存儲(chǔ)介質(zhì)成本更高，面積更大，但是技術(shù)卻是目前最為成熟的，性能表現(xiàn)也非常不錯(cuò)。相比之下，雖然新興的NVRAM如RRAM或MRAM等技術(shù)很美好，但當(dāng)下都不夠成熟。周正宇博士預(yù)期未來(lái)當(dāng)RRAM技術(shù)成熟以后，SRAM 跟RRAM的混合技術(shù)有機(jī)會(huì)成為最佳技術(shù)路徑，需要經(jīng)常寫(xiě)的AI計(jì)算可以基于SRAM的CIM實(shí)現(xiàn)，不經(jīng)常或者有限次數(shù)寫(xiě)的AI計(jì)算由RRAM的CIM實(shí)現(xiàn)，基于這種混合技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)更大算力和更高的能效比。
相較于傳統(tǒng)架構(gòu)，炬芯的芯片新架構(gòu)省去了數(shù)據(jù)在處理器和存儲(chǔ)之間搬運(yùn)的過(guò)程，也同時(shí)節(jié)省了大量的功耗和性能損耗，也可將更多的資源放在處理數(shù)據(jù)的工作上。據(jù)介紹，目前炬芯的SRAM存內(nèi)計(jì)算方案已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)近10TOPS/W的高能效表現(xiàn)，即在0.1TOPS算力下，功耗僅10mW。未來(lái)炬芯希望繼續(xù)朝著100TOPS/W的能效表現(xiàn)邁進(jìn)。
據(jù)了解，炬芯科技當(dāng)前基于MMSCIM的端側(cè)AI音頻芯片：包括主要面向低延遲私有無(wú)線(xiàn)音頻領(lǐng)域的ATS323X系列；面向藍(lán)牙AI音頻領(lǐng)域的ATS286X系列；面向AI DSP領(lǐng)域的ATS362X。
對(duì)于三款新品的進(jìn)程，炬芯科技在相關(guān)對(duì)外發(fā)布中提到，在公司現(xiàn)有產(chǎn)品的功耗水平下，公司基于三核 AI 異構(gòu)的芯片較老產(chǎn)品的算力和能效比提升達(dá)幾十到上百倍。相較于市場(chǎng)上主流的 NPU 產(chǎn)品能效比可以提升至少三倍以上，相較于主流的 DSP 產(chǎn)品在功耗方面能降低接近 90%。因此在價(jià)格上相較公司上代產(chǎn)品也會(huì)有十分明顯的提升，有望在2025年貢獻(xiàn)營(yíng)收。目前部分客戶(hù)已接近終端產(chǎn)品量產(chǎn)階段。
除三款即將與市場(chǎng)見(jiàn)面的產(chǎn)品外，炬芯科技將于2025年推出的第二代基于MMSCIM的端側(cè)AI音頻芯片，仍采用22nm制程，單核可提供300 GOPS的算力，直接支持Transformer模型，能效比也提高到7.8TOPS/W @INT8；2026年，推出新制程12 納米的第三代（GEN3）MMSCIM，MMSCIM GEN3每個(gè)核將達(dá)到1 TOPS的高算力，支持Transformer，能效比進(jìn)一步提升至15.6TOPS/W @INT8。
結(jié)語(yǔ)
端側(cè)AI的發(fā)展是曇花一現(xiàn)，還是未來(lái)終端設(shè)備的主線(xiàn)？
國(guó)信證券在研報(bào)中指出，回顧手機(jī)發(fā)展歷史，就是終端智能化升級(jí)的歷史，從功能機(jī)到智能機(jī)，再到未來(lái)的 AI 智能體，智能化升級(jí)才是終端行業(yè)最核心的成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素。
炬芯科技早在六年前便錨定AIoT賽道，針對(duì)市場(chǎng)需求創(chuàng)新性定義了三款基于MMSCIM的端側(cè)AI音頻芯片，并獲得終端品牌的認(rèn)可。正所謂一步快步步快，在這個(gè)格外看重積累和創(chuàng)新的集成電路產(chǎn)品，炬芯科技的未來(lái)無(wú)需質(zhì)疑。
“我相信2025年端側(cè)AI將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。”對(duì)于行業(yè)未來(lái)的發(fā)展，周正宇博士非常有信心。
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