內(nèi)容概況:2024年,中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算芯片市場(chǎng)規(guī)模約為35億元,同比增長(zhǎng)191.67%。類(lèi)腦計(jì)算芯片的快速增長(zhǎng)首先得益于技術(shù)的突破。近年來(lái),中國(guó)在類(lèi)腦計(jì)算領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,特別是在神經(jīng)形態(tài)芯片設(shè)計(jì)和制造方面。例如,清華大學(xué)研發(fā)的“天機(jī)芯”和浙江大學(xué)研發(fā)的億級(jí)神經(jīng)元類(lèi)腦計(jì)算機(jī),都展示了中國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。這些技術(shù)突破不僅提升了芯片的性能,還降低了生產(chǎn)成本,為市場(chǎng)的快速擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。
相關(guān)上市企業(yè):寒武紀(jì)(688256)、新智認(rèn)知(603869)、盛視科技(002990)、東方中科(002819)
相關(guān)企業(yè):中芯國(guó)際集成電路制造有限公司、兆易創(chuàng)新科技集團(tuán)股份有限公司、北京君正集成電路股份有限公司、江豐電子材料股份有限公司、北方華創(chuàng)科技集團(tuán)股份有限公司、紫光國(guó)芯微電子股份有限公司、捷捷微電股份有限公司、華潤(rùn)微電子有限公司、揚(yáng)杰科技集團(tuán)股份有限公司、中穎電子股份有限公司、瑞芯微電子股份有限公司、海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司、大華技術(shù)股份有限公司、大疆創(chuàng)新科技有限公司
關(guān)鍵詞:類(lèi)腦計(jì)算、類(lèi)腦計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模、類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)現(xiàn)狀、類(lèi)腦計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)
一、行業(yè)概述
類(lèi)腦計(jì)算(Brain-inspired Computing),又被稱(chēng)為神經(jīng)形態(tài)計(jì)算(Neuromorphic Computing),是借鑒生物神經(jīng)系統(tǒng)信息處理模式和結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論、體系結(jié)構(gòu)、芯片設(shè)計(jì)以及應(yīng)用模型與算法的總稱(chēng)。它旨在通過(guò)模擬大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信息處理機(jī)制,實(shí)現(xiàn)更高效、靈活和智能的計(jì)算。類(lèi)腦計(jì)算的核心是模仿大腦的神經(jīng)元和突觸等基本組成部分來(lái)構(gòu)建計(jì)算模型。從定義上來(lái)看,目前的類(lèi)腦計(jì)算可以分為狹義和廣義兩種。
整體來(lái)看,類(lèi)腦智能的發(fā)展將會(huì)經(jīng)歷運(yùn)算智能-感知智能-認(rèn)知智能-自主智能四個(gè)階段,每個(gè)階段對(duì)應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值都有所不同。運(yùn)算智能階段的應(yīng)用主要集中于低功耗的移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、IoT智能軟件和具備實(shí)時(shí)性的端側(cè)離線信息處理工具。感知智能階段的應(yīng)用主要包括事件驅(qū)動(dòng)視覺(jué)傳感器、神經(jīng)擬態(tài)觸覺(jué)傳感器等,應(yīng)用場(chǎng)景分別包括手勢(shì)識(shí)別、汽車(chē)高速避障、工業(yè)視覺(jué)、機(jī)器人靈巧手等。認(rèn)知-自主智能階段則會(huì)衍生出各種自適應(yīng)機(jī)器人,是很多類(lèi)腦公司想要實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)期目標(biāo)。
現(xiàn)在,中國(guó)類(lèi)腦智能正處在從運(yùn)算智能到感知智能的階段?,F(xiàn)階段,類(lèi)腦智能除了還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化算法的實(shí)現(xiàn)方式以外,還面臨以下4個(gè)研究難點(diǎn)。首先,大腦信息處理的數(shù)學(xué)原理與計(jì)算模型并不完全清楚。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是類(lèi)腦研發(fā)的基礎(chǔ)。當(dāng)前遇到的問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、大小和確切性差異很大,尚不清楚網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該建多大,以及必須有多少互連才能展示出更好的生物特性。其次,類(lèi)腦器件和材料需要新的技術(shù)突破。新型納米器件尚存在工藝穩(wěn)定性差、規(guī)模化難度高等問(wèn)題,類(lèi)腦系統(tǒng)需要數(shù)以百億的神經(jīng)元協(xié)同工作,而現(xiàn)有類(lèi)腦芯片硬件資源有限,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模神經(jīng)元互連集成和神經(jīng)元脈沖信息高效實(shí)時(shí)傳輸。此外,沒(méi)有公認(rèn)的benchmark來(lái)衡量該領(lǐng)域的進(jìn)展情況。最后就是目前觀測(cè)大腦的手段單一。不過(guò)根據(jù)國(guó)內(nèi)學(xué)者預(yù)測(cè),人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精細(xì)圖譜有望在20年內(nèi)完成。盡管面臨的問(wèn)題還不少,但類(lèi)腦的商業(yè)化落地已經(jīng)在摸索中開(kāi)始并前進(jìn)了。
二、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈
類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括芯片、憶阻器等零部件。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為類(lèi)腦計(jì)算的研發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié),設(shè)備制造商制造類(lèi)腦芯片應(yīng)用設(shè)備,軟件開(kāi)發(fā)商為類(lèi)腦芯片應(yīng)用提供相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用程序接口等支持。產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用包括汽車(chē)電子、智能家居、智能安防、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。
憶阻器(Memristor)作為第四種基本電子元件,其“記憶電阻”特性使其在存算一體架構(gòu)中具備天然優(yōu)勢(shì)。2024年,清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)在《自然·材料》期刊發(fā)布基于二維材料的憶阻器陣列,將開(kāi)關(guān)比提升至10?,循環(huán)穩(wěn)定性突破10?次,直接推動(dòng)憶阻器從科研樣品走向量產(chǎn)。與此同時(shí),中科院微電子所開(kāi)發(fā)的鉿基氧化物憶阻器,在3nm制程下實(shí)現(xiàn)低電壓(0.5V)操作,功耗較傳統(tǒng)DRAM降低90%,為移動(dòng)設(shè)備與邊緣計(jì)算提供了理想解決方案。2024年,中國(guó)憶阻器市場(chǎng)規(guī)模約為430億元,同比增長(zhǎng)85.34%。技術(shù)突破的集中涌現(xiàn),使憶阻器在類(lèi)腦計(jì)算芯片中的應(yīng)用場(chǎng)景快速拓展。例如,靈汐科技推出的類(lèi)腦芯片“領(lǐng)啟KA200”搭載憶阻器陣列,支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SNN)的實(shí)時(shí)訓(xùn)練與推理,算力密度接近人腦水平。此外,華為海思將憶阻器技術(shù)應(yīng)用于昇騰系列AI加速器,在圖像識(shí)別任務(wù)中實(shí)現(xiàn)能效比10TOPS/W,較GPU提升30倍。
相關(guān)報(bào)告:智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及發(fā)展趨向研判報(bào)告》
三、相關(guān)政策
類(lèi)腦計(jì)算被納入《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等國(guó)家戰(zhàn)略,明確其為人工智能核心突破方向。2025年7月,工信部等七部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》,提出到2027年,腦機(jī)接口關(guān)鍵技術(shù)取得突破,初步建立先進(jìn)的技術(shù)體系、產(chǎn)業(yè)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系。電極、芯片和整機(jī)產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,腦機(jī)接口產(chǎn)品在工業(yè)制造、醫(yī)療健康、生活消費(fèi)等加快應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大,打造2至3個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū),開(kāi)拓一批新場(chǎng)景、新模式、新業(yè)態(tài)。到2030年,腦機(jī)接口產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提升,形成安全可靠的產(chǎn)業(yè)體系,培育2至3家有全球影響力的領(lǐng)軍企業(yè)和一批專(zhuān)精特新中小企業(yè),構(gòu)建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實(shí)力邁入世界前列。發(fā)展片上腦機(jī)接口智能交互器件,探索混合智能和類(lèi)腦計(jì)算新方案。政策不僅推動(dòng)腦機(jī)接口與類(lèi)腦計(jì)算的深度融合,更通過(guò)場(chǎng)景拓展、標(biāo)準(zhǔn)建立與生態(tài)構(gòu)建,加速類(lèi)腦計(jì)算從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。未來(lái),隨著“類(lèi)腦-量子融合”“光子計(jì)算賦能”等前沿技術(shù)的探索,類(lèi)腦計(jì)算有望突破現(xiàn)有算力天花板,成為“雙碳”目標(biāo)下綠色算力的核心選項(xiàng)。
四、市場(chǎng)規(guī)模
2024年,中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算芯片市場(chǎng)規(guī)模約為35億元,同比增長(zhǎng)191.67%。類(lèi)腦計(jì)算芯片的快速增長(zhǎng)首先得益于技術(shù)的突破。近年來(lái),中國(guó)在類(lèi)腦計(jì)算領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,特別是在神經(jīng)形態(tài)芯片設(shè)計(jì)和制造方面。例如,清華大學(xué)研發(fā)的“天機(jī)芯”和浙江大學(xué)研發(fā)的億級(jí)神經(jīng)元類(lèi)腦計(jì)算機(jī),都展示了中國(guó)在這一領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力。這些技術(shù)突破不僅提升了芯片的性能,還降低了生產(chǎn)成本,為市場(chǎng)的快速擴(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。
五、重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況
中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)正處于快速發(fā)展階段,企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)出多元化與差異化并存的特點(diǎn)。頭部企業(yè)憑借技術(shù)積累與資源優(yōu)勢(shì)占據(jù)主導(dǎo)地位,而新興企業(yè)則通過(guò)細(xì)分領(lǐng)域的技術(shù)突破與場(chǎng)景創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)差異化競(jìng)爭(zhēng)。靈汐科技作為類(lèi)腦芯片領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè),其推出的領(lǐng)啟KA200系列芯片支持脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SNN)的實(shí)時(shí)訓(xùn)練與推理,算力密度接近人腦水平。其加速卡HP300面向數(shù)據(jù)中心,與麒麟軟件完成兼容性認(rèn)證,拓展能源領(lǐng)域應(yīng)用。靈汐科技通過(guò)“硬件+軟件+場(chǎng)景”的全棧布局,構(gòu)建了類(lèi)腦計(jì)算的技術(shù)生態(tài)。而時(shí)識(shí)科技開(kāi)發(fā)“感算一體”動(dòng)態(tài)視覺(jué)智能SoC Speck,實(shí)現(xiàn)低延遲、低功耗的邊緣計(jì)算。其技術(shù)與靈汐科技合作,推動(dòng)類(lèi)腦傳感器在無(wú)人機(jī)航拍、災(zāi)害預(yù)警中的落地。
北京靈汐科技有限公司作為全球領(lǐng)先的類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)企業(yè),專(zhuān)注于類(lèi)腦芯片與智能計(jì)算系統(tǒng)的研發(fā),致力于構(gòu)建“持續(xù)自主進(jìn)化的新智能體”。2024年與清華大學(xué)合作研發(fā)的類(lèi)腦互補(bǔ)視覺(jué)感知芯片登上《Nature》封面,采用多通路互補(bǔ)設(shè)計(jì),在極低帶寬(降低90%)和功耗下實(shí)現(xiàn)高速(10000幀/秒)、高精度(10bit)、高動(dòng)態(tài)范圍(130dB)的視覺(jué)信息采集,突破傳統(tǒng)芯片性能瓶頸。其領(lǐng)啟®KA200系列芯片支持深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及大規(guī)模腦仿真,單芯片集成25萬(wàn)神經(jīng)元(稠密模式)和2500萬(wàn)突觸,算力達(dá)48TOPS@INT8、24TFLOPS@FP16。
寧波時(shí)識(shí)科技有限公司作為全球類(lèi)腦智能與應(yīng)用解決方案提供商,聚焦邊緣計(jì)算場(chǎng)景,提供超低功耗、低延遲的全棧式類(lèi)腦解決方案。其研發(fā)的感算一體類(lèi)腦智能視覺(jué)SoC(Speck?),是全球首款商用化動(dòng)態(tài)視覺(jué)智能系統(tǒng)級(jí)芯片,集成動(dòng)態(tài)視覺(jué)傳感器與脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器,功耗低至毫瓦級(jí),延遲毫秒級(jí),支持手勢(shì)控制、高速避障等場(chǎng)景。其采用事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu),神經(jīng)元集成度超12k,單位面積算力提升5-40倍,較傳統(tǒng)芯片功耗降低2-4個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí),公司開(kāi)發(fā)的Xylo?系列處理器,支持低功耗語(yǔ)音識(shí)別與口令識(shí)別,適配可穿戴設(shè)備及智能家居。
六、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
1、技術(shù)創(chuàng)新與融合,形成新的計(jì)算范式
類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)將不斷突破,與量子計(jì)算、光子計(jì)算等前沿技術(shù)深度融合,形成新的計(jì)算范式。這種融合將極大地提升計(jì)算效率和智能化水平,為解決復(fù)雜問(wèn)題提供更強(qiáng)大的工具。例如,類(lèi)腦計(jì)算與量子計(jì)算的結(jié)合,可以利用量子比特的疊加和糾纏特性,實(shí)現(xiàn)更高效的并行計(jì)算。同時(shí),類(lèi)腦計(jì)算與光子計(jì)算的結(jié)合,將利用光子的高速傳輸特性,進(jìn)一步提升計(jì)算速度和能效比。在技術(shù)創(chuàng)新方面,類(lèi)腦計(jì)算芯片的設(shè)計(jì)將更加注重能效比和可擴(kuò)展性。未來(lái),類(lèi)腦芯片將采用更先進(jìn)的制造工藝,如3D堆疊技術(shù)和納米級(jí)制造工藝,以實(shí)現(xiàn)更高的集成度和更低的功耗。此外,類(lèi)腦計(jì)算算法也將不斷優(yōu)化,特別是在脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SNN)和生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BNN)方面,將開(kāi)發(fā)出更高效的學(xué)習(xí)算法和模型架構(gòu)。這種技術(shù)創(chuàng)新與融合將推動(dòng)類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用,如人工智能、醫(yī)療健康、工業(yè)自動(dòng)化等。例如,在醫(yī)療領(lǐng)域,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)可以用于疾病診斷和治療方案的優(yōu)化;在工業(yè)領(lǐng)域,可以用于智能工廠的自動(dòng)化控制和質(zhì)量檢測(cè)。
2、應(yīng)用場(chǎng)景拓展,從專(zhuān)用場(chǎng)景向通用人工智能演進(jìn)
未來(lái),類(lèi)腦計(jì)算系統(tǒng)將不僅僅局限于特定的智能任務(wù),而是能夠處理更廣泛的復(fù)雜問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的認(rèn)知智能。在醫(yī)療健康領(lǐng)域,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)將用于疾病早期診斷、個(gè)性化治療方案制定和醫(yī)療影像分析。例如,通過(guò)類(lèi)腦計(jì)算芯片和算法,可以實(shí)時(shí)分析醫(yī)療影像數(shù)據(jù),提高診斷的準(zhǔn)確性和效率。此外,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)還可以用于藥物研發(fā),通過(guò)模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),加速藥物篩選和優(yōu)化過(guò)程。在智能交通領(lǐng)域,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)將用于自動(dòng)駕駛和智能交通管理。類(lèi)腦芯片能夠?qū)崟r(shí)處理復(fù)雜的路況信息,提升自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性。同時(shí),類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)還可以用于交通流量預(yù)測(cè)和優(yōu)化,提高交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)將用于智能工廠的自動(dòng)化控制和質(zhì)量檢測(cè)。類(lèi)腦芯片可以實(shí)時(shí)處理生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)調(diào)度和質(zhì)量控制。此外,類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)還可以用于工業(yè)機(jī)器人的控制和優(yōu)化,提升機(jī)器人的智能化水平和工作效率。
3、產(chǎn)業(yè)生態(tài)完善,提升中國(guó)在全球類(lèi)腦計(jì)算領(lǐng)域的影響力
未來(lái),類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)將形成更加完整的產(chǎn)業(yè)鏈,涵蓋芯片制造、算法開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)集成、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等多個(gè)環(huán)節(jié)。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,國(guó)家和國(guó)際組織將加快制定類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。例如,全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)已立項(xiàng)多項(xiàng)類(lèi)腦計(jì)算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)2027年形成完整標(biāo)準(zhǔn)體系。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定將促進(jìn)技術(shù)的規(guī)范化和國(guó)際化,提升中國(guó)在全球類(lèi)腦計(jì)算領(lǐng)域的影響力。在人才培養(yǎng)方面,高校和科研機(jī)構(gòu)將加大對(duì)類(lèi)腦計(jì)算相關(guān)專(zhuān)業(yè)的投入,培養(yǎng)更多高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人才。例如,清華大學(xué)、浙江大學(xué)等高校已開(kāi)設(shè)類(lèi)腦計(jì)算相關(guān)課程和專(zhuān)業(yè),培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的研究和應(yīng)用人才。同時(shí),企業(yè)也將通過(guò)內(nèi)部培訓(xùn)和合作項(xiàng)目,提升員工的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。在市場(chǎng)拓展方面,類(lèi)腦計(jì)算企業(yè)將不斷拓展國(guó)內(nèi)外市場(chǎng),提升產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率。例如,靈汐科技、時(shí)識(shí)科技、寒武紀(jì)、華為等企業(yè)已在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)取得了一定的市場(chǎng)份額,未來(lái)將繼續(xù)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)拓展,提升其在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外,中小企業(yè)也將通過(guò)差異化發(fā)展,與頭部企業(yè)形成協(xié)同效應(yīng),共同推動(dòng)類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)的商業(yè)化落地。
以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(www.rainbowgiftswholesale.com)發(fā)布的《中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及發(fā)展趨向研判報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu),提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào),每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。


2025-2031年中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及發(fā)展趨向研判報(bào)告
《2025-2031年中國(guó)類(lèi)腦計(jì)算行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及發(fā)展趨向研判報(bào)告》共八章,包含類(lèi)腦計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新方向及應(yīng)用,類(lèi)腦計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析,投資建議等內(nèi)容。



