20240318_慧博智能投研_AI PC行业深度:背景及概念、市场价值、产业链及相关公司深度梳理_30页.pdf

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1/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 AI PC AI 大模型在云 端运行 存在数 据泄露、传输 延迟、运营成 本越来越 高等诸 多问题,阻碍 大模型 的商业 化应用,因此将 AI 大 模型嵌 入终端 设备,形成混合 AI 架 构 是促进大 模型普 及的重 要措施。AI PC 将 AI 模型与 PC 结 合,带 来架构 设计、交互方 式、内 容、应 用 生态等创 新,将 深入变革 PC 产 业。随着 AI PC发展得如 火如荼,能够 认为 2024 年将 会成为 AI PC 元 年。本篇文章 的研究 对象将是 AI PC,我们将对 AI PC 的发 展背景进 行 详细 分析,并讲解 其 概念 及 功能 等内容,分析 其演进 趋势。接下来,我们 将深入 探讨 AI PC 对个人电 脑行业 所带来 的价值,并 对 AI PC 产业链进行梳 理,分 析其 为 传统 个 人电脑 产业链 带来了 哪些 变化,列 举 可能 受益的 相关公 司。希 望这些 内容能够 增进 大家对 AI PC 的认识。目录 一、AI PC 的 产生背 景及 概述.1 二、AI PC 发 展演进 趋势.5 三、市场 价值.6 四、产业 链分析.9 五、相关 公司.25 六、未来 展望.29 七、参考 研报.29 AI PC 1 AI 大模型在云 端运行 存在数 据泄露、传输 延迟、云端运 营成本越 来越高 等诸多 问题,阻碍大 模型的 商业化应用。在数据 安全方 面,以 ChatGPT 为 例,根据 Cyberhaven 的 统计,每个使用 ChatGPT 的公司 每周向 ChatGPT 泄露数 百次机 密材料,而 ChatGPT 正在 将这些材 料纳入 其公开 的知识 库并进 行共享。在云端大模型运行成 本方面,生 成式 AI 大模型 的参数 量 以数十、数百亿 计,只 有云端 服务器 可以满 足模型训练、优化、推理的 需求,而随着 用户量 及使用 请求 的逐渐增 多,云 端尝试 的运营 成本越 来越高。端侧 AI 部署成为 AI 实现规模化扩展 及应用落地 的关键。2/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 2 目前移动端 AI 部 署的方 式分为 端侧部 署、端 云协同 两种。端侧部署:即 在终端 如手机、PC 等上进 行大模 型本地 部 署;端云协同:即 终端和 云端协 同工作 分流 AI 计算的 工作负 载,根据 工作负 载分流 模式,高通提 出三种云端混合的 模式:1)以终 端为 重心的 混合 AI,其中 终端 将充当锚 点,云 端仅用 于分流 处理终 端无法 充分执行的任 务;2)基 于终端 感知的 混合 AI,在 边缘侧 运 行的模型 将充当 云端大 语言模 型(类 似大脑)的传感器输 入端(类似眼 睛和耳 朵),向云端 处理输 入文 字信息;3)终端 与云端 协同处 理的混合 AI,终端向云端 发送多个 token,云端 仅需读 取一次 完整模 型 参数来并 行计算 多个 token 输入,提升 模型运 算效率并节 省功耗。0YFUvMqNsRqRrPmPrMtMoP6MbPaQtRpPoMtPjMrRoNjMsQrR7NnNwOMYqNtOwMmRqM 3/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 3 AI PC AI PC 是包含 AI 模型、应用以及硬件 设备的混合体,或是 AI 普惠应用的终端。其 本质是即为 云端与本地端协作,利用 云端的大数据 处理能力丰 富本地端的 PC 使用场景,依 托云端算力来 提升本地性能 平衡。AI PC 具有 存储 容量大、计算 能力强、交互 模态以 及承载场 景丰富 的优势。AI 大模型 目前覆 盖的应用场景与 PC 高度 重合,因此 AI PC 被 称为“大 模型的 最 佳载体”。AI PC 具备五大特征,AI 赋能全面提升用户 使用体验:拥有本 地部署 的大模 型与个 性化本 地知识 库组合构成的 个人大 模型,第一交 互入口 为个人 智能体,可 实现自然 语言交 互,AI PC 将通 过内嵌 AI 计算单元的方式 提供混合 AI 算 力,还 可以依 靠开放 生态来 满足 不同场景 的需求。在满 足生产 力提升 的同时,通过本地 数据存 储和隐 私及数 据保护 协议来 保护个 人隐 私和数据 安全。4/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 4 AI PC 来自联想 集团对 自身用 户的大 型调查 显示,71%的消 费 者对 AI 在工作场 景的专 业助手 应用最 为期待。AI PC 可以 在本地 嵌入个 人大模 型,帮 助工作 者完成 PPT、文案、文 书、Excel 表格、会议 纪要等 日常工 作的文档处 理需求,提升 工作效 率,并 在学习、生活 等多 种场景下 赋能用 户体验。UZZUyXVQAn04NROQlaOBR7zkDSe1RnSOm2svFrHBRVn18KA2bP7lfCgorPEOOZs4 5/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 AI PC Smart PC 到 AIPC:早在 2015 年左 右,一 些厂商 就 开始积极 探索智 能 PC 的使 用场景,即 Smart PC。微软在 2015 年将 AI 语音 助手 Cortana 植入 Windows,为 Smart PC 奠 定了基 础。21 年英 特尔发 布的第 11 代酷睿处 理器的 发布推 动了 AI 技术在 PC 日常 使 用中的应 用,该 芯片搭 载了 DLBoost:VNNI、DLBoost:DP4a、GNA2.0 等 技术,实现了 PC 端的 AI 降噪、AI 背景 虚化和 AI 收音 功能,显著提 升了远程办公 的体验。Smart PC 主 要聚焦 本地特 定场景 的优 化,如人 机交互 的语音 智能唤 醒、免 接触式 场景和开盖 开机等 功能,实现简 化操作,对 用 户的技 能要 求较低。然而,Smart PC 成本 较高,由于成 本和算力的 限制,推进速 度相对 较慢。随着生 成式 AI 的快 速发展,新的解 决方案 出现,即云端+本地 端协作,为实 现更强 大的 AIPC 功 能提供 了新 的可能 性。6/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 1 AI PC PC 产业进入换机周期,PC 行业出现周期性拐点。PC 市场 较为成熟,整体 趋于稳 定,影 响周期 性的因 素主要有:1)宏观 经济:PC 具备消 费品,受宏观 经济波 动影响;2)产品迭 代:重 要的产 品更 新、技 术迭代 3)线上 化需求:如疫 情期间 线上办 公需求 爆发推 动的 PC 市 场增速 回升;4)自然 PC 换 机周期 一般约为 4-5 年。2020-2021 年疫 情推动 线上化 需求释 放,此 后市场 出现 疲软,据 IDC 数据 显示,2021Q1 至 2023Q1,全球 PC 市 场出货 量同比 增速呈 现下降 趋势,近三个 季 度全球 PC 出货量 同比增 速有所 回升,2023 年第四季度,全球传 统电脑 出货量 略高于 预期,接近 6,710 万台,同 比去年 下降 2.7%。考虑 到目前 PC 的换机周期普 遍为 5 年,疫 情售卖 的 PC 已 进入换 机周期,市场收缩 几近触 底,预 计 2024 年将实 现正增 长。系统 升级或成换机 潮重要动力,2024-2025 年市场将 面临 Win10 停更以及 Win12 的推出。微软 官方宣布,Win10 系统将于 2025 年 10 月 14 日停 止更新,所有版 本将全 部终止 支持,这意味 着仅支 持Win10 或 仅支持 更低系 统配置 的个人 电脑将 难以适 用,根据 statcounter,截至 2023 年 9 月,Win10 的市场份额 高达 71.6%,Win11 的市 场份 额仅为 23.6%,在 Win10 的停 更背景 下,PC 有较大 的换机 空间。7/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 此外 Win12 也将于 2024 年发布,消费 者可能 会因为 Windows 的 新版本 而升级 他们的 个人电 脑,系 统更新或将 助推换 机潮的 到来。技术革新或成为重 要的 PC 市场推动力。各大 厂商纷 纷 布局 AI PC,逐步完善 AI PC 产品,目前 PC 换机周期已 至,经 过长时 间的延 迟采购,商业 领域的 需求 预计将在 2024 年 出现增 长,2024 或成 AI PC元年。展望 未来,技术革 新或成为 PC 市 场成长 的重要 推动力,其中 AI PC 通过 AI 能 力的本 地化部 署,有望进一 步提升 交互体 验与工 作效率,AI PC 将成为 PC 市场下一 波增长 的重要 推动力。根据 Canalys预测,兼容 AI 的 个人电 脑有望在 2025 年 渗透率 达到 37%,2027 年兼容 AI 个人电 脑约占 所有个 人电脑出货量的 60%,未来 AI PC 的 主要需 求来 源为商 用领 域,到 2027 年将有 59%的需求 来自商 用领域。AI PC 将为 PC 行业注 入新的 增长活 力。IDC 预测,中 国 PC 市场将因 AI PC 的到来,结束负增长,在未来 5 年中保持稳定的 增长态势。台 式机、笔记 本电脑 市场总规 模将从 2023 年的 3900 万 台增至 2027年的 5000 万台以 上,增 幅接近 28%,而其中 AI 笔记 本和台式 机的占 比将从 2023 年的 8.1%提 升到2027 年的 84.6%。8/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 2 AI PC PC 消费级市 场上,AI PC 主 要面向 个人和 家庭的 消费市 场,AI 笔记 本电脑 的平均 单价在 5500-6500 之 间,AI 台式电脑平 均单价在 4000 元 左右,2024 年以后 随 着需求的 增长和 AI 性能 的提升,价格 稳步上 涨,进而提高 消费级 PC 平均 单价,改善消 费市场 用户结 构。IDC 预测,未 来五年 AI PC 的销售 额将以 笔记本电脑为 主,AI 笔记 本电脑 能够本 地部署 大模型 带来的 便携性使 应用场 景更加 广泛,将带来 更高的 用户需求。企业级市 场上,IDC 预 测,未 来五年 在中小 企业市 场,AI PC 强劲的 性能能 够满 足多种 应用场 景需要,其泛用性 会提高 中小企 业对 AI PC 价 值的评 估,预计 AI PC 企业 端价格 稳中有 涨,AI 笔记 本电脑 平均单价在 5000-6000 元之 间,AI 台式 电脑平 均单价在 3500 元左右。大型 企业市 场方面,AI PC 能 够在战略上推动 企业智 能化转 型,有 着更高 的价值,平均 单价 因此受益 提升且 相对中 小企业 市场更 高,预计 AI笔记本电 脑平均 单价在 5500-6000 元之 间,AI 台式 电 脑平均单 价在 4000 元左右,价格 稳中有 涨,略高于中小 企业市 场。9/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 AI 落地终端将推动 PC 产业生态发生显 著变革。传统 PC 以操作系 统为基 础,用 户直 接管理 和调度 各种应用程序,而 AI PC 以 个人智 能体为 入口,用户与 个人 智能体直 接对话,由个 人智能 体理解 用户指 令,并调度各 类应用。硬件 和软件 等厂商 都需要 围绕 AI PC 做出改变。10/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 1 AI PC 在计算方式方面,AI 引擎采用 CPU+GPU+NPU 异构 计算,具有更强算 力。AI PC 使用异 构计算,将串行计算 或逻辑 调度等 计算任 务分配给 CPU 运算,而将 矩阵计算 等并行 计算任 务分配给 GPU、FPGA或 NPU 等 特定优 化的处 理器,这使得 AI PC 拥有更 强 大的算力,支持 包括 CPU、GPU、NPU 在内 的多种异构计算处理器。通过 将不同类型的计算任务分配给适合的处理器,异构计算不仅提高了算力和性能,还降低了 功耗,同时具 备处理 多类型 任务的 发展潜 力。在成本方面,异 构计算 相对于 采用不 断更新ASIC 架构 的方式 具有更 低的使 用成本 和替换 成本。在产 业落地方面,异 构计算 能够适 应不断 变化的 神经网络算 法和计 算架构,为应 对快速 发展的 技术环 境提 供了更具 经济效 益的解 决方案。在算法层,模型蒸 馏、压缩助力 AI PC 终端部署。个人 大模型需 要强大的 AI 能 力,以 满足用 户日益 增加的 AI 需求和任 务复杂 性。在 移动终 端方面,由于 硬件 资源受限,无法 直接部 署云端 的大模 型和推 理运行框架,因此 在移动 终端和 IoT 设备上 部署的 关键在 于对模型 进行压 缩和对 运行框 架进行 轻量化,将大模型压 缩到适 合终端 的规模,以便 能够在 本地进 行推 理并实时 响应,同时确 保本地 和公共 大模型 之间相互补充,各司 其职。为实现在移动设备 和边缘设备上 的高效部署,模型蒸馏 和压缩等技术变得 尤为关键。(1)模 型蒸馏 通过训练“教师”网络,监督“学生”网络 进行学 习,将 教师 网络的知 识迁移 到学生 网络上,使得 学生网 络能够表现出 类似教 师网络 的性能,从而 实现在 资源受 限的 设备上的 部署。(2)模型压缩 采用剪裁、量 化等方法,减小 模型的 尺寸和 复杂度,同时 保留其 核心 能 力,而不 显著损 害其 AI 性能。例如,联想创 新科技大会 中提到 的模型 压缩技 术可以 评估大 模型中 数百 亿参数的 不同耦 合结构 的重要 性,动 态分配 性能资源,从 而降低 基础模 型的大 小,实 现大模 型在资 源有 限设备上 的运行。这样 的技术 应用能 够在保 证模型性能的 同时,借助云 端强大的 AI 能 力支持,确保 个人 大模型在 通用场 景服务 中具备 高效的 能力。11/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 2 Arm AI PC 1 AI ARM 各处理器制造商纷 纷进军 AI 芯片。IDC 认为 一台“具备 AI 能力”的 PC 必 须拥有 专用的 芯片组 或模块 来加速 AI 计算。目 前高通的 Hexagon 加速 器、苹 果的神 经引擎、英特尔的 Movidius VPU 和 AMD 的APU 可 以满足 以上要 求。苹 果于 2020 年 Q4 推出 M1 神经引擎,随着 2023 年第 二季度 推出的 M3 系列,苹果 成为了 第一家 完全具备 AI 能 力的 PC 制造商。高通于 23 年 10 月发布 骁龙 X Elite 处 理器,其全新 Hexagon NPU 最高 可提供 45TOP 算力,算力方 面 较同行其 他产品 领先。在 x86 领域,AMD 于2023 年第二季度 推出了“P h o e n i x”R y z e n 7 0 4 0 系 列,并 计划在 2024 年下 半年推 出的 8050 系列 将进一步完善 AI 产品。英特尔 2023 年三 季度推出 Meteor Lake 系列,嵌入 Movidius VPU 来实现 AI,随后会继续推出 Arrow Lake 和 Lunar Lake 版本。CES 2024 大会期间,英伟达、英特 尔、AMD 再次围 绕 AI PC 推出新产品。12/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 英伟达发 布了三款 GeForce RTX 40 SUPER 系列 GPU,包括 GeForce RTX 4080 SUPER、GeForce RTX 4070 Ti SUPER 和 GeForce RTX 4070 SUPER。新 GeForce RTXSUPER GPU 的专用 AI Tensor核心可提 供高达 836 个 AI TOPS,为 游戏、创造和 日常 生产力领 域的 AI 提供变 革性功 能。英特尔推 出全新 酷睿 HX 和 U 系列 CPU,增 加核显 数量 提高 AI 性能。酷睿 HX 系列 以酷睿 i9-14900HX 为 主,该 处理 器拥有 24 个核 心,分别是 8 个 性能核心(P 核 心)和 16 个高效 核心(E 核心)。U 系列移 动处理 器以酷 睿 7 处 理器 150U 为主导,具有 10 核/12 线程和 高达 5.4GHz 的睿 频频率。英特尔表 示,此 次更新 提高了 51%的 多任务 处理性 能,支持高达 192GB 的 DDR5-5600 兆传输/秒(MT/S)内存总 量,为 AI PC 提供 了更强 劲的解 决方案。AMD 推出 Ryzen 8000G 系列、Ryzen 5000 系列桌 面 处理器、Radeon RX7600 XT GPU。AMD Ryzen8000G 系 列桌面 处理器,配 备内置 显卡 Ryzen 7 8700G 并首 次将 NPU 引入 台式电 脑处理 器。RX 7600XT GPU 将 VRAM 从 8GB 增加到 16GB,定价 330 美元,低于英 伟达最 新发布的 GPU。1 Intel Intel 发布首款集成式 NPU,Meteor Lake 架构或带领数亿台 PC 进入 AI 时代。英 特尔于 23 年 12月 14 日推出 了基于 Meteor Lake 架构的 第一代 英特尔 酷 睿 Ultra 处 理器,首批上 市的处 理器涵 盖酷睿Ultra7/5 系列。Meteor Lake 是 Intel 首 款集成 了 NPU 的处理器 产品,能在 PC 上 实现高 能效本 地推 理。在 CPU 和 GPU 之外,NPU 能以 更好的 能效比 实现对 人 工智能任 务不同 维度的 加速,如视频 会议时 的背景虚化、眼睛 角度矫 正以及 对人的 追踪等。通过 低功 耗的人工 智能加 速模块,可以 一定程 度降低 CPU和 GPU 的使 用,以 换取笔 记本更 好的电 池续航。Meteor Lake 被分为四 个部 分:SoC、IO、CPU 和GPU,NPU AI 加 速引擎 内置于 SoC 模块。13/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告(1)Meteor Lake 作为首 个 采用 3D Foveros 封装技术的客户端芯粒设 计的产品,将计算 模块(Intel4)、SoC 模块(N6)、1/0 模块(N6)、图形 模块(N5)封装 在一 起,能耗 相比此 前有重 大进步。(2)首款配备集成式的神经网络 加速单元(NPU)的酷睿处理 器,Meteor Lake 将 会带来 高能效的 AI 加 速和本 地推理体验。(3)芯片采用 Intel4 制程(7nm 工艺),多达 6 个性 能核,8 个能效 核,以及 2 个低 功耗岛能效核,一共 加起来 会支持 22 个线程,集成 Intel 锐 炫显卡,带来独 立显卡 级别的 性能。未来两年英特尔三款 AI 芯片计划推出,更强人工智 能 加速效率。Arrow Lake(Intel 20A)和 Lunar Lake(Intel18A)计 划于 2024H2 推出,Panther Lake(Intel 18A)计划于 2025 年 推出。下一代 的Arrow Lake 将 覆盖桌 面和移 动平台,主要 侧重于 提供更 高的功率 和性能,采用 了与 Meteor Lake 相同的设计方 法,不 过会改 用更新的 Intel20A 工 艺制造。Lunar Lake 是英 特尔下 一代低 功耗架 构,进 一步提升人工 智能加 速效率,并对 Meteor Lake 和 Arrow Lake 的多芯 片设计 做了改 进,计 划在面 向移动 平台的酷睿 Ultra 第 2 代处理器 Arrow Lake 之后发 布。Lunar Lake 将采用 Lion Cove 架构的 P-Core 和Skymont 架构的 E-Core,全新的 微架构 将提供 突破性 的每瓦性 能优势,同时 会采用 Intel 18A 工艺 制造,为该技术 的首次 商业应 用。14/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 2 AMD AMD 具先发优势,产品更新较快。AMD 于 2023 年初 率先推出 AI 处理器 Ryzen 7040,年 末继续 推出代号为 Hawk Point 的最新 锐龙 8000 APU,锐龙 8000APU 搭 载先进的 4nm Zen4 CPU 和 RDNA 3 GPU 架构,最多 配置 8 个核 心、16 个线程,以高达 5.2GHz 的时钟 频率提 供卓越 性能。2024CES 大会中,AMD 首次 将专用 AI 神经 处理单 元(NPU)引入 台式 电脑处理 器,为 从云到 边缘到 终端用 户设备 的生成 AI 提供动力支 持,推 出了 Ryzen 8040 系列、Ryzen 8000G 系 列和 Radeon RX 7600 XT 处 理器新 品,处理器性 能得到 显著提 升。AMD 计划在 2024 年推出代号为 Strix Point 的 Ryzen 8050 APU,配备 XDNA 2 NPU 和Ryzen AI 软件套件,AI 引擎性能大 大提升。搭载 XDNA 2 引擎,着重 提升处理 AI 任 务的能 力。该APU 采用 Zen 5 CPU 和 RDNA 3.5 GPU 核心,嵌入 最 新的 XDNA 2 NPU 和强 大的 Ryzen AI 软件 套件,性能提高了 3 倍,成为 Ryzen 7 0 4 0“P h o e n i x”A P U 的 实 际继任者。Strix Point 系列包括 Mono 和 Halo两个型号,其中 Mono 采用 混合了 Zen5 和 Zen5C 内核的单片设 计,而 更高端的 Halo 则 采用仅 使用Zen5 内核的 小芯片 设计。预计 Mono 规格 包括 4nm 单片设计、最多 12 个 核心、32MB 共享三 级缓存、50W 功耗、16 个 RDNA3+计算 单元等,而 Halo 规格则 包括 Zen 5 Chiplet 设计、最多 16 个核心、64MB 共 享三级 缓存、90W 功耗、40 个 RDNA 3+计算 单元等。两者均 具备集成 XDNA2 引擎,AI 引擎性能分 别达到约 25TOPs 和 50TOPs。预计在 2024 年 下半年发 布,首 批将在 明年开 始向 OEM 发货,竞争对手 包括英 特尔的 Arrow Lake CPUs。15/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 3 高通骁龙 X Elite 算力领先,Hexagon NPU 最高算力 达 45TOPS,优势明显。高 通于 23 年 10 月 25日发布新 一代 PC 处理器 骁龙 X Elite,由台积电 4nm 工 艺代工,集成 CPU、GPU 和 NPU,最高算 力可达 75TOPS,其 独立的 Hexagon NPU 最高 算力达 45TOPS,基于 其自研的 Nuvia 构架的 OryonCPU内核,这 款行业 领先的 移动计算 CPU 的性 能高达 竞品的 两倍;达 到相同 峰值性 能时,功耗仅 为竞品 的三分之一。该芯片专为 AI 打 造,支 持在终 端侧运 行超过 130 亿参 数的生成式 AI 模 型,凭 借快达 竞品 4.5 倍的 AI处理速度,将继 续扩大 高通在 AI 领域 的领先 优势。2024 年中将 会推出 搭载骁龙 XElite 的 PC,首发 厂商包括微 软、联 想、戴 尔和惠 普等。高通将于 2024 年推出代号为“H am o a”的骁龙 8cx Gen4 芯片,包含更强大的 Hexagon Tensor NPU。预测该 芯片采用 12 核 规格,包括 8 个性 能核心 和 4 个能效 核心,性能核 心时钟 频率约 为3.4GHz,而 能效核 心为 2.5GHz。支持 高达 64GB 的 LPDDR5x 内存,集成 Adreno 740GPU,与骁龙 8 Gen2 相同,提供 DirectX 12、Vulkan1.3、OpenCL 和 DirectML 支持。Snapdragon 8cx Gen4 将包 含更强大的 Hexagon Tensor NPU,可 提供高达 45TOPS 的理论 AI 性能。4 苹果 M3 使用 3 纳米工艺,搭载新的 神经网络引擎,实 现速度和能效的双 重提升。Apple 发布超 先进个人电脑芯片 M3、M3 Pro 和 M3 Max,为首批 采用业 界 领先 3 纳米工艺 打造的 个人 电脑芯 片,可 将更多 16/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 晶体管封 装于更 小的芯 片空间 中,实 现速度 和能效 的双 重提升,M3 引入 增强型 神经网 络引擎,用于 加速强大 的 机器学习(ML)模型。与 M1 系列 芯片相 比,新的神 经网络引 擎带来 最高 达 60%的速度 提升,在进一步 加速 AI/ML 工 作流的 同时,还可将 数据保 留在 设备上,以保护 用户隐 私。苹果和高通正在将 基于 Arm 的 PC 处理器提升到新的 水平。目前 微软推 出的 Copilot 要求 AI PC 的算力大于 40TOPS,而英特 尔发布的 Core Ultra(Meteor Lake 架构)目前算 力为 35TOPS,还未能 达到这一门槛,预计 2025 年推 出的 Lunar Lake 达 到这一 算 力水平要 求。Arm 架构阵 营方面,高通Snapdragon X Elite 中的 Hexagon 处 理器单 元算力 已经 可以达到 45TOPS,整体算 力可达 75TOPS。近期还有消 息称 AMD 和英 伟达都 正在开 发基于 Arm 架 构 的客户端 PC 处理 器,也 进一步 对英特 尔发起 挑战。Counterpoint 预计,2027 年 x86 架构 的市 占率将 下滑至 74.4%,Arm 架构 芯片在 PC 市场 的份额预计为 25.3%,较 2022 年增长近一 倍。17/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 基于 ARM 的处理器在功耗和散 热方面的表现 更好,ARM 架构或将迎来新机遇。AI PC 对计 算性能 的有着更强 的需求,也需 要更高 功耗和 散热。基于 Arm 架 构的处理 器代码 相对于 X86 架构 更为 简化,具有卓越的 功耗效 率和热 量管理 能力。ARM 架构在兼容与软件生 态方面仍面 临挑战。虽然 ARM 芯片厂 商进展 迅速,但落地 AI PC 仍面临 不小的问题,同样 基于 ARM 的苹 果电脑 拥有较 为完善 的 软件生态,且其 硬件加 速模拟器 Rosetta 2 可以很好地做 到与 x86 系 统的兼 容,因 此完成 了在 PC 领域 渗透率的 快速上 升,然 而对于 其他 ARM 芯片 厂商来说,目前 ARM 市占 率较低,23 年 Q3 季度市占 率 仅有 10.06%,PC 领域大 量软件 仍基于 X86 架构开发,未 来其他 ARM 芯 片供应 商仍面 临着严 峻的兼 容 性和软件 生态的 挑战。2 PC AI 笔记本电脑采用多 电芯串并联供 电。手 机电池 一般搭 载 一颗电芯,但单 颗电芯 电压和 容量均 有限,笔记本电脑通 过将标 准电池 串并联,可获 得更高 的电池 容量 和更大的 电压,保证电 脑的续 航,一 般而言,笔记本电脑 电池分为 3 芯、4 芯、6 芯、8 芯、9 芯等,目 前笔电电 池多为 软包电 池,2021 年 占比达94.98%。18/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 电芯数量越多,电 池容量越大,电池续航能 力越强。根 据戴尔官 网数据,标准 型笔电 电池一 般为 6 颗电芯,电池 续航时 间在 48-60Wh 之间,兼顾 了重量 和电 池续航时 间,但 是对于 AI PC 而言,因为所 要处理的功能 较多,可能会 加大功 耗,因此 AI PC 有望 采用 更大型电 池,以 满足更 长的电 池续航 时间。笔电电池容量逐步 提升,AI 赋能有望加速该 进程。以 联 想小新 Pro 系列 为例,2019 年联 想发布 小新Pro,电池容 量为 56Wh,2021 年小新 Pro14 电池容 量 提升了 5Wh 至 61Wh,2023 年小新 Pro 14 电池容量再度 提升至 75Wh,最新发 布的 小新 Pro 16 2024 AI 版电池容量 又有提 升,为 84Wh。笔 电电池 容量总体呈 现上升 趋势,AI 落地 PC 端 后,功 耗等可 能增 加,有望 进一步 推动电 池容量 升级。根据目前 已经发 布的部分 AI PC 来看,已经 有多款 AI PC 进行了电 池容量 的升级。如 联想小新 Pro 16,华硕灵耀 14,微星 Prestige 16 AI EVO 等。未来随着 AI 持续落地 PC 端,AI On 阶 段的 PC 持续推 出,电池容量 有望持 续升级,电池 厂商或 将受益。19/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 3 AI PC DRAM 2022-2023 年受消费电 子市场 萎靡 以及下 游厂商 库存高 居不下的 影响,DRAM 价格长 期下滑。但随 着2023 年上游存储 厂商减 产、缩 减资本 开支,同时 2023 年底消费 电子市 场开始 复苏,DRAM 价格开 始回升。在 PC DRAM 需求 方面:1)AI PC 促进 PC 出 货量上 升,进而提高 DRAM 出 货量;2)受运行 AI 大模型需求影 响,对 内存芯 片的存 储容量 要求有 所提升,微软目前针对 AI PC 的内存要求是 DRAM 的基本需求为 16GB 起步,集邦咨询预计 2024 年 DRAM 平均容量预计增长 12.4%。因此内 存容量 大的DDR5、LPDDR5/x 等高世代 DRAM 产品 渗透率 提升,提高 PC 单 机搭载的 DRAM 产 品价值 量;3)同时对数据 传输速 率的高 要求也 促进 DRAM 配套 产品 SPD、CKD 等接口芯 片的技 术迭代。DDR5:DRAM 巨头三 星、SK 海力 士从 2023 年 Q4 开 始计划提升 DDR5 产能。结合 市场需 求以及 头部厂商供 给情况,预计到 2024 年中,DDR5 渗透率将 达到 50%,下 半年将 进一步 提升;同时 DDR5 接口芯片 SPD、CKD 也 将会受 益。国 内相关 企 业包 含 澜起科技、聚辰股份。LPDDR5:根据 集邦咨 询的数 据,2024 年 LPDDR5 在 PC DRAM 需求 占比达到 30%-35%,未来将 受到 AI PC 的 CPU 厂商的 规格 支援,从而拉高 LPDDR 导入比重再 提升。国内长 鑫存储在 2023 年 11 月推出国内 首款 LPDDR5。国内 相关企 业包含 兆易创新、安集科技、雅克 科 技。20/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 4 AI PC 散热能力 是高算 力芯片 的一个 主要瓶 颈,随 着搭载在 AI PC 上的 模型规 格不断 提升,NPU 性能释 放可能会更加 激进,相较于 传统 PC,AI PC 可 能会给 出全新 的散热解 决方案。液冷 技术占 比可能 会有所 上升,IDC 预测到 2024 年,超过 75%的 PC 将 采用液 冷散热 技术。此 外,散 热芯片 可能凭 借其静 音、轻 薄、功耗低等 优势,在将来 可能成为 PC 轻 薄本的 主要散 热 手段。相 关企业 包含 中石科技、思泉新 材等。21/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 5 结构件受益 AI PC 有望带来的产业高 端化机遇。当 前铝 合金外壳、碳纤 维、镁 合金外 壳等结 构件在 散热、轻量 化和质 感上优 势明显,但是 由于之前 PC 行 业 由于高端 化受阻,高端 PC 所有 的外观 件升级 趋势较为缓 慢,AI PC 浪潮 有望促进 PC 行业 整体单 机价 值 量的提升,加速 结构件 的创新 和升级。同时 显示相关产 品也将 受益行 业整体 复苏。结构件 相关公 司包 含 光大同创、春秋电子、福蓉 科技、瀚博 高新、莱宝高科 等。3+AI 1 AI PC AMD Ryzen AI 的广泛应用不断扩 展,与 Adobe、微软、zoom 等合作伙伴 密切合作。目 前,Ryzen AI 提供了 100 多 个驱动 的加速 功能,尤其在 Adobe Photoshop、Premiere Pro、After Effect、Lightroom 等 创意设 计软件 中,用 户可以 在日常 操作中 获得显著 的效率 提升。Windows Studio Effects更是实现 了自动 取景、眼神接 触矫正、高级 背景特 效等 多种 AI 功能。英特尔凭借丰富的 ISV(独立软件开发商)合作伙 伴,开启一系 列新应用。根 据英 特尔 的数据,目前已 有超过 100 家 ISV 合作伙 伴,共同推动了 超过 300 个具备 AI 特性 的应用 的发展。22/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 宏碁、苹果等公司 开启自研 AI 应用,包含多项基础 功 能提高用户效率。宏碁推出了集 成多种实用 AI功能的 Acer Sense 应用程序,并在 非凡 Go 新 品上配 置了实体 Acer Sense 键,一 键即可 开启 AI 新体验。Acer Sense 包括 AI Zone,提供新 的生产 力和轻 松 的创造力 体验;Acer Live Art 利用人 工智 能技术即时删除 图像背 景,并 支持自 由编辑 和拼贴;Acer Alter View 通过 AI 模型生成 深度图,提供 个性化 实时壁纸和 动态视 差效 果;智慧 会议 2.0(Acer Quick Panel)通过先 进的人 工智 能算法 增强效 果,使 电子会议、直播 和视频 通话更 加自然 自信。苹果方面也 正在为 全系列设备开发基 于生成式 AI 技术的工具,即将生成式 AI 技术应 用于 Pages、Keynote 等用 于写作、幻灯片制 作的应 用程序 中,预 计 24 年 将会发 布。2 W in do w s 1 1“2 3 H 2”AI Copilot 微软率先 发行 Windows 11“2 3 H 2”,内置 AI 助手 Copilot,进 一步巩 固市场 地位。23 年 10 月 31 日,微软宣布推出 Windows 11 新版 本操作 系统“2 3 H 2”,其中 内置微软的 AI 助手 Copilot。Copilot 与ChatGPT 类 似,属 于生成 式人工 智能。用户 通过对该 AI 助手进行对 话,发 出指令,即可 获得相 应的文本或其他 内容回 答。Copilot 的 发布标 志着 AI 在电脑 端 的应用进 入了新 的时代,Copilot 不仅 可以作 为智能助手帮助用户提高工作效率,还可以赋能开发场景,自动生成高质量代码,改变了传统的工作模式。23/30 2024 年 3 月 18 日 行业|深度|研究报告 此外,即 将于明 年发布 的下一代 Windows 上将 会将整 合 AI 工具于商业 及生产 力软件 的集成 应用,目前Windows 系统市 占 率 83%左 右,未来 WIN12 发行配合 AI 应用有望进 一步巩固 Windows 系统 市场 地 位。4 2024 AI PC 多款搭载 AI 引擎的笔记本上市,主 要搭载英特 尔酷睿 处理器,产品实现 全价位覆盖。23 年 12 月
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