2021-2022中国人工智能在工业领 域的应用研究报告 人工智能 （ AI） 技术 ， 指利用 计 算机程序使人造机器呈现类人类智能的技术 。 基于实 现 功能 ， 人工智能技术可分为训练层 、 感知层及认知层 ， 分别 模拟人类学习能力 、 信息获取能力及逻辑推演能力 。 由于工业细分行业数量较多 ， 且同行业内工艺 、 生产线 、 产品的差异性较 高 ， 基于海量样本 实 现的深度学习技术难以在工业领域实现落地 。 中 国工业领域 AI渗透率较低 ， AI技术应用 规 模较小 。 2020年 ， 中国智能制造行业市场规 模预计将达到 2.7万亿元 ， 同比增 长 12.6% GPU芯片市场地位稳固 ， ASIC芯片未来市场需求空间充足 GPU凭 借 较 强 的 应 用通 用 性 、 较强 的 处 理 能力 及 较 低 的量 产 成 本 等优 势 ， 成 为部 署 于 数 据中 心的 AI算法 训 练 处 理器 主 流 选 择 。 从 短 期 来看 ， GPU产 品 在数 据 中 心 领 域 中的 地 位 较 为稳 固 ， 市 场需 求 预 计 将稳 定 增 长 。 具 备 目 前 最强 处 理 能 力及 最 低 量 产成 本 的 ASIC将 成 为 端 侧 AI芯 片 解 决方 案 的 主 流 选 择 。 从 短期 来看 ， ASIC产品持续升级将进一步降 低 芯片 单 颗成 本 ， 促 进 ASIC规 模 化应 用 落地 ， 推动 ASIC市场 需 求进 一 步释放 消费 、 政务及金融领域 AI行业发展推动工业领域 AI算法实现创新突破 消 费 、 金融 及 政 务 领 域 AI应 用 的 快速 拓 展 ， 助 力 AI算 法 开发 平 台行 业 发 展 进入 快 车 道 。 从 短 期 来 看 ， 工 业 领 域样 本 量 的 匮乏 导 致 AI技术 难 以 快 速实 现 应 用落地 。 而 在 消费 、 政 务 及金融领 域 ， AI技术 的 应用将持 续 深化 ， 推 动 AI算法开 放 平台行业 发 展 ， 促 进 AI技术迭代 创 新 。 从长 期 来看 ， AI技术 的 突破 及 应用经验 的 积 累 或将推动 AI技术向工业领域 渗 透加速 小样本学习算法将成为推动工业领域 智 能化转型的关键技术 对 样本 量 要 求 较低 的 小 样 本学 习 算 法 将是 推 进 工 业领 域 智 能 化 转 型的 核 心 。 相较 于 深 度 学习 算 法 ， 小样 本 学 习 算法 通 过 预 归类 样 本 实 现对 算 法 学 习过 程 的 简 化 ， 减 少对 样 本 数 量的 依 赖 。 小样 本 学 习 算法 在 处 理 少类 别 任 务 时表 现 较 好 ， 但 仍 需 解 决多 类 别 任 务时 所 面 临 的 过 拟合 问 题 。 小样 本 学 习 算法 的 成 熟 将成 为 推动工 业领域人工智能技术渗透加速的关键 概览摘要 目录 CONTENTS 名词解释 - 09 工业领域人工智能的应用概述 - 11 人工智能技术分类及定义 - 12 工业领域人工智能技术发展 现 状 - 13 工业领域机器视觉技术应用 综 述 - 14 工业领域人工智能行业产业链 - 15 产业链上游 ： 工业传感器 - 17 市场规模 - 17 竞争格局 - 18 产业链上游 ： AI芯片 - 19 分类及对比 - 19 市场规模 - 20 竞争格局 - 21 产业链上游 ： AI算法 - 22 开放平台对比 - 22 市场规模 - 23 产业链中游 ： 辅助研发系统 - 24 应用现状 - 24 产业链中游 ： 智能生产系统 - 25 应用现状 - 25 产业链中游 ： 工业机器人 - 26 市场规模 - 26 目录 CONTENTS 竞争格局 - 27 工业领域人工智能行业发展 趋 势 - 28 智能制造市场规模 - 29 驱动因素 - 30 政策端 - 30 需求端 - 31 发展趋势 - 32 小样本学习算法架构 - 32 存算一体化芯片架构 - 33 AI： Artificial Intelligence， 人工智能 ， 通过普通计算机程序来呈 现 人类 智 能的 技 术 。 智能制造 ： Smart Manufacturing， 具有信 息 自感 知 、 自 决 策 、 自 执行 等 功能 的 先进 制 造过 程 、 系 统 与模 式 的总 称 。 物联网 ： Internet of Things， IoT， 通过 RFID、 感 应器 等 信息 传 感设 备 ， 按 约 定协 议 将任 何 物品 与 互联 网 连接 起 来 ， 进 行 信 息 交换 和 通信 ， 以实 现 智能 化 识别 、 定位 、 跟 踪 、 监控和管理的一种网络概念 ， 包 含感 知 层 、 传 输层 、 平台 层 、 应 用 层四 个 组成 架 构 。 CMOS： Complementary Metal-Oxide-Semiconductor， 互补式金属氧化物 半 导体 ， 是一 种 集成 电 路的 设 计 工 艺 ， 常 用 来制 作 静态 随 机存 取 内存 、 微控 制 器 、 微 处理 器 与 其他数字逻辑电路系统 。 CPU： Central Processing Unit， 中央处理器 ， 解释计算机指令 以 及处 理 计算 机 软件 中 数据 的 硬件 设 备 。 GPU： Graphics Processing Unit， 图形处理器 ， 专门用于绘图运 算 工作 的 微处 理 器 。 FPGA： Field Programmable Gate Array， 现场可编程逻 辑 门阵 列 ， 以 PAL、 GAL、 CPLD等 可 编程 逻 辑器 件 为 技 术 基础 发 展而 成 的一 种 半客 制 电路 。 ASIC： Application Specific Integrated Circuit， 专用集成电路 ， 依产品 需 求不 同 而客 制 化的 特 殊规 格集成 电 路 。 MPU： Microprocessor Unit， 微处理器单元 ， 控制微型 计 算机 工 作的 核 心部 件 。 I/O： Input/Output， 分为 I/O接 口 和 I/O设 备 两种 ， I/O设 备是 人 机交 互 设备 ， 常见 的 人机 交 互设 备 有打 印 机 、 鼠 标等 ； I/O接口 通 过系 统 总线 将 I/O电路 与 外围 设 备进 行 数 据连接 ， I/O接口包括定时计数 器 、 中 断 控制 器 、 DMA控 制器 、 并行 接 口 、 串 行接 口 等 。 EDA： Electronic design automation， 电子设 计 自动 化 ， 利 用 计算 机 辅助 设 计软 件 完成 超 大规 模 集成 电 路芯 片 的功能 设计 、 综合 、 验证 、 物理 设 计等 流 程的 设 计方 式 。 CAD： Computer Aided Design， 电脑辅助设计 ， 制作并模拟实 物 设计 的 设计 软 件 。 CAE： Computer Aided Engineering， 计算机辅助工程 ， 用 于 模拟 分 析 、 验 证和 改 善设 计 的设 计 软件 。 CAM： Computer Aided manufacturing， 计算 机 辅助 制 造 ， 辅 助完 成 从生 产 准备 到 产品 制 造全 过 程的 设 计软 件 。 PLM： Product Lifecycle Management， 产品生命周期 管 理 ， 支 持产 品 全生 命 周期 的 信息 的 创建 、 管理 、 分发 和 应用 的一系 列 应用 解 决方 案 。 PDM： Product Data Management， 产品数据管理 ， 管 理 所有 与 产品 相 关信 息 和所 有 与产 品 相关 过 程的 应 用解 决 方案 。 ORION： On-road Integrated Optimization and Navigation， 调度优化系统 ， 具备 动 态优 化 运输 路 径 、 智 能管 理 运输 车 队等 功 能的 解 决方 案 。 名词解释 ERP： Enterprise Resource Planning， 企业资源计划 ， 为企业决 策 层及 员 工提 供 决策 运 行手 段 的管 理 平台 。 OTS： Operator Training Simulator， 操作员培训仿真系 统 ， 仿 真 模拟 真 实生 产 过程 ， 实现 对 生产 过 程和 控 制逻 辑 的模 拟 、 调 整 及培 训 的解 决 方案 。 LIMS： Laboratory Information Management System， 实验室信息管理系统 ， 管 理实 验 室的 样 品 、 实 验室 人 员 、 仪 器 、 标 准品 和 其他 实 验室 活 动的 解 决方 案 。 4G： 4-Generation Wireless Telephone Technology， 第四 代手 机通信 技术 规格 ， 基于 3G发 展 优化 的 蜂窝移 动通 信技术 ， 传 输速率 为 100Mbps， 折合 下载速 率 1.5M-10M/s。 5G： 5-Generation Wireless Telephone Technology， 第五代手机通信技 术 规格 ， 最新 一 代蜂 窝 移 动 通 信技 术 ， 传 输 速率 为 1Gbps， 折 合 下载 速率 1.25G/s。 CCD图像传感器 ： Charge-coupled Device Image Sensor， 电荷耦合器件图像 传 感器 ， 一种 半 导体 器 件 ， 可 将光 学 影像 转 化 为 模 拟电 信 号 。 名词解释 01 应用概述 02 03 04 人工智能技术分类及定义 人工智能技术分类 基 于 训 练 环 境 信息 所包 含 的 正 反 馈信 号进行算法推导 基 于 样 本 中 已 知特 征及 预 期 输 出 推导 出预测算法 针 对 无 特 征 标 识的 样本 数 据 进 行 隐藏 关系推导 机器学习 强化 学习 无监督 学习 有监督 学习 训练层 感知层 认知层 机器视觉 以 摄 像 头等设 备 模 拟 人眼对目 标进行识别 ， 并完成图像分析 自然语言处理 协助计算机 理 解人类自然语言 ， 实现基于自然语言的人机交流 语音识别 将 语 音 内容及 情 绪 转 换为相应 的文字及数据 ， 支持后续处理 机器翻译 基 于 自 然语言 理 解 技 术完成多 种人类自然语言之间互相转换 语 音合成 将文字信息转变为 近似于人 类 自然口语表达形 式的语音信息 认知推理 模拟人类认知过程 ， 使计算 机 实现对信息逻辑 的筛选及推演 知识图谱 在源信息的基础上 ， 构建可 揭 露源信息间关系 的知识架构 逻辑表达 模拟人类决策过程 ， 使计算 机 具备对逻辑推理 的判定能力 人工智能技术定义 人工智能 （ AI） 技术 ， 指利 用 计算机 程序 使人造 机器 呈 现类 人类智 能 的 技术 。 基于 实现功 能 ， 人 工智 能技术 可 分 为训练 层 、 感知层及认知 层 训练层 指模 拟人类 学习 能力 的 AI技术 ； 感 知层指模拟人类 接 收并理解外界信息的能力 的 AI 技术 ； 认知 层指模 拟人 类通过 学习 、 判断 、 分析 等 心 理活动 获取信息内含逻辑 的 AI技术 自 1956年人工智能概念首次提 出 后 ， 感知 层 AI技 术 发 展 迅 速 ， 以机器 视觉 、 语音 交互 等技术 为 基 础的多 项 AI应 用 实 现 落 地 。 认 知 层 AI技 术 尚处 于 理 论 阶 段 ， 该技术将是实现 AI技 术 创新 突 破 、 推动 AI技术应用进一 步落 地的关键 工业领域人工智能的应用概述 人工智能技术分类及定义 人工智能技术是使人造机器具备类人类智能 、 模拟人类学习 、 认知 、 感知能力的信息技术 ； 感知层人工智能技 术发展成熟 ， 多项应用方案实现规模落地 ； 认知层人工智能技术将是实现下一代人工智能技术突破的关键 工业领域人工智能发展现状分析 工业细分领域人工智能渗透率 头豹洞察 工业领域各环节人工智能应用规模 占 比 ， 2019年 钢铁 建材 医药 食品 汽车 石化 *轻工 纺织 机械 电子 7.1 % 8.3 % 4.9 % 6.1 % 6.6 % 6.6 % 5.5 % 6.4 % 9.7 % 11.1% *注 ： 轻工指除医药 、 纺 织 及 食 品加工及制造 业 以 外 的 轻 工业 生产环节 82.4% 管理环节 8.6% 研发环节 9.0% 装配 仓储 包装 搬运 输送 检测 分拣 巡检 ORION ERP OTS LIMS EDA CAE PDM CAD CAM PLM 工业领域人工智能的应用概述 工业领域人工智能技术发展现状 中国工业领域人工智能技术渗透率较低 ， 人工智能技术的应用主要集中于产品生产环节 ； 工业领域各应用场景 可用样本数量的缺乏 ， 是工业领域人工智能技术实现落地的主要制约因素之一 相较于 以人 类 （ 身 体 、 语言 、 行为 ） 作为 基础样 本数 据的消 费 、 政 务 、 金融等 领域 ， 由于 工业 细 分行 业数量 较多 ， 且同 行业内 工艺 、 生产 线 、 产品的 差异性 较高 ， 基于 海量 样本实 现的深 度学 习技术 难以 在工业 领域实现落地 。 中国 AI技术在 工业领域的渗透率较低 ， 2019 年仅为 8.6%。 中国电 子设 备制造 、 汽 车制造 及石油 化工 三大工 业细 分领域 AI技术应 用 较为成熟 ， 而在产 品差异 性相 对更高 的 轻 工业 领 域中 AI技 术 渗透率较低 应用于产品生产环节的 AI技术 发展较 为成 熟 。 机 器视 觉技术 的快速 发展 成为推 进生 产环节 智能化转型的核心动力 定位 检测 Height Width Length Height： * Length： * Width： * 装配 搬运 工业领域人工智能的应用概述 工业领域机器视觉技术应用综述 机器视觉技术在工业领域中应用广泛 ， 核心功能包括产品识别 、 测量 、 定位及检测 ， 是实现产品分拣 、 装配 、 搬运 、 质检等多个生产环节智能化转型的核心技术 ， 相较于人工生产具备降本增效等显著优势 机器视觉技术在工业领域的主要应用 识别 测量 Item 1 Item 2 Item 3 利 用机 器 视 觉 技术 可 实 现 对同 生 产 线不同物料或产品的快速识别 相 较于 人 工 分 拣 ， 智 能 分 拣可 实 现 24小 时 连续运行 ， 误差率仅为 3% Height： * Width ： * Length： * 瑕疵检测 瑕 疵 1 瑕 疵 2 瑕疵 3 分拣 基 于机 器 视 觉 技术 的 智 能 测量 解 决 方 案可 实 现 测 量数 据 感 知 、 处 理 与 录 入 全 环 节 自 动运 行 ， 有 效优 化 生 产效率 ， 减少人为误差 机器视觉 技 术定位功 能 是实现装 配 、 搬运等生产环节 智能化转型 的关键 工 业机 器 人 及 其他 智 能 生 产设 备 已 成为智能工厂 核心 组成要素 智 能检 测 系 统 在效 率 、 误 差率 等 层 面具备优势 ， 人工替代率达 70% 智 能检 测 系 统 的应 用 可 将 产品 瑕 疵 检测率提升至 99% 01 02 产业链分析 03 04 上 游 中 游 下 游 工 业 应 用 钢 铁 石 化 建 材 纺 织 机 械 电 子 医 药 食 品 汽 车 2020年 中 国智 能 制造 在 工业 领 域的渗 透 率预 计将达 8.6%， 市场规模预计将 达 2.7万亿元 AI技术发展的 瓶颈与 工 业 细 分应用 场 景 样 本量 的不足成为制约智能制造行业发展 的主要因素 2020年中国市 场规模预计达 417.7亿元 全 球 CMOS图 像 传感器市场 集 中 度 较 高 ， ， 市场垄断竞争 趋势加剧 2020年中国市 场规模预计达 136.8亿元 ASIC芯片市场 发展空间较大 中国 AI芯片国 产化率较低 ， 高度依赖海外 进口 2020年中国市 场规模预计达 342.3亿元 中国机器视觉 技术实力位于 全球领先地位 百度深度学习 技术能力占据 行业领先地位 2020年中国市 场规模预计达 188.1亿元 EDA、 CDA市 场 集 中 度 较 高 ， 国际厂商占据 主要市场份额 PDM、 PLM市 场需求上行 2020年中国市 场规模预计达 1,770.5亿元 部署于生产线 的智能生产系 统已实现规模 化应用 智能生产系统 需求持续扩容 2019年中国销 量达 14.4万台 中国本土企业 集中于低端市 场 ， 高端市场 由国际龙头厂 商垄断 中国市场两极 分化趋势加剧 工业领域人工智能行业产业链 中国工业领域人工智能行业产业链上游以传感器及 AI芯片制造商与 AI算法提供商为主体 ， 产业链中游以辅助研 发系统及智能生产系统提供商与工业机器人制造商为主体 ， 产业链下游涵盖工业领域各细分市场 工业领域人工智能行业产业链 传 感 器 A I 芯 片 A I 算 法 辅 助 研 发 系 统 智 能 生 产 系 统 工 业 机 器 人 中国工业传感器市场规模 （ 按营收 额 计 ）， 2016-2025年预测 中国工业传感器市场规模分析 中国工业传感器产品结构 ， 2019年 头豹洞察 267.5 298.8 333.8 373.9 417.7 455.2 491.8 528.2 564.5 600.7 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1,00 0 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E CAGR： 7.5% CAGR： 11.8% 25.9% 21.5% 12.1% 9.7 % 30.8% 其他 位移传感器 光电传感器 压力传感器 图像传感器 注 ： 中国工业传 感 器 产 品 结 构 占 比 以 销 售 额计 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： 工业传感器 （ 1/2） 中国工业传感器行业发展进入成熟期 ， 主要增长动力来自于工业制造规模的增长与智能制造的应用 ， 受制于人 工智能技术在工业领域的渗透率增长速度较低 ， 短期内中国工业传感器市场需求增长速度预计将持续下行 单位 ： 人民币亿元 工业传 感器 承担工 业生 产过程 中对外 界环 境 、 产 线及 产品信 息的采集 。 其中 ， 图 像 传感器 、 压力传感 器 应用规模 占 比最高 ， 2019年 分 别 达 25.9%、 21.5% 工业传感 器 市场发展 较 为成熟 ， 其市场 规模 扩张的 动力 主要来 源于工 业制 造规模 的增 长与智 能制造 在工 业领域 渗透 率的提 升 。 2020年中国工业传感器市 场规 模 预 计 达 417.7亿元 ， 同 比增长 12.7% 从短期 来看 ， 由于 人工 智能技 术在工 业领 域的应 用规 模增长 速度较 慢 ， 中国工 业传 感器市 场需求 增长 动力不 足 ， 其市场 规模扩张速度放缓 。 2025年 ， 中国工 业传 感器市 场规 模预计 达 600.7亿元 ， 同比增长 7.0% CMOS图像传感器行业竞争格局分析 CMOS图像传感器行业市 场 份额 （ 按营 收 额计 ） ， 2019年 头豹洞察 CR3： 73.3% 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： 工业传感器 （ 2/2） CMOS图像传感器成为图像传感器应用市场主流应用选择 ； 全球 CMOS图像传感器市场集中度较高 ， 垄断效应 明 显 ， 龙头企业占据高端 CMOS图像传感器市场主导地位 ， 对下游客户具备较强主动议价能力 单位 ： 百分比 CMOS图 像 传感器是一种基于 CMOS工 艺 制成的 像素 传感器 。 相较 于 CCD 图像 传 感器 ， CMOS图 像 传感器 在 生 产成本 、 产品功 耗 及 性能 等 层面 具有显 著优势 ， 成 为图像 传感 器应用 市场主流解决方案 索尼 、 三星 及豪威 科技 等头部 厂商凭 借先 发优势 ， 占 据高端 CMOS图 像 传感器市场 主导地 位 。 行 业尾 部厂商 多集 中于低 端 CMOS图像传感器市场 2019年 ， 索尼及三星两家全球 头部厂 商市 占率进 一步 提升 。 全球 CMOS图像传感器市场 集 中度较 高 ， 市场 垄 断竞 争趋势 加剧 。 头部 厂商议 价能 力的进 一步增 强 ， 将进一 步挤 兑下游 应用厂商 利润空间 ASIC 低 （ 专用 ） 低 （ 专用 ） 高 高 高 高 高 高 低 低 低 低 长 长 FPGA 中等 （ 半通 用 ） 中等 （ 半通 用 ） 中等 中等 中等 中等 高 高 中等 中等 高 高 中等 中等 GPU 高 （ 通用 ） 高 （ 通用 ） 中等 中等 低 低中等 中等 高 高 中等 中等 中等 中等 CPU 高 （ 通用 ） 高 （ 通用 ） 低 低 低 低低 低 高 高 中等 中等 短 短 AI芯片分类及对比 芯片种类 通用性 头豹洞察 平行 处理能力 处理速度 功耗 研发成本 量产成本 交付周期 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： AI芯片 （ 1/3） 应用于 AI算法运行的处理器芯片以 GPU、 FPGA及 ASIC三类芯片为主 ； 发展起步较早的 GPU芯片已实现规模化 应 用 ， 具备更强的性能及更低的功耗的高度定制化 ASIC芯片市场发展空间较大 AI芯片 指 用 于 运 行 AI算 法 的 处 理器芯 片 ， 需具备 较强 并 行处 理能力 以支 持基于 深度 学习算 法的 AI程序 CPU内含大量缓存及逻辑控制 单元 ， 其并 行处理 能力 较弱 ， 在 AI处理 器 设备中主要承担 逻 辑控制 职责 ， 协同 主处 理器完 成 AI算法运行 GPU及 FPGA采 用 多处理 核 并 行架构 ， 具 备较强 并行 处理能 力及应用场景通用性 ， 在 AI 芯 片应用场景中已实现 广泛 应用 ASIC指 应客 户需求专 向 开发的 高度定制 化 处理芯片 ， 在性能 、 功耗及 量产 成本等 层面 具备 显 著优势 ， 将成为未来 AI芯片 行 业产品研发的主要布局方 向 AI芯片市场规模分析 中国 AI芯片市场规模 （ 按营收额计 ）， 2016-2025年预测 头豹洞察 29.7 47.8 64.3 92.3 136.8 189.6 273.7 375.9 517.7 687.5 0 200 400 600 800 1,00 0 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E FPGA 2022E ASIC 2023E 2024E 2025E GPU CAGR 年 份 GPU FPGA ASIC 总计 2016-2020年 预测 40.2% 38.9% 64.3% 46.5% 2020-2025年 预测 32.5% 32.4% 46.3% 38.1% 单位 ： 人民币亿元 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： AI芯片 （ 2/3） GPU芯片将持续占据数据中心领域 AI芯片市场份额 ， 其市场需求保持稳定增长态势 ； ASIC芯片凭借性能及成本 优势将成为未来端侧 AI技术应用场景的主要选择 ， 其市场需求预计将高速增长 基于市场 应 用层面 ， GPU凭借 较强的 应用 通用性 、 较 强的处 理能力 及较 低的量 产成 本等优 势 ， 成为部署于 数据中心 的 AI 算法训 练处 理器 主 流选 择 。 从 短期来看 ， GPU产品在数据中 心领域 中的 地位较 为 稳 固 ， 市 场需求预计将稳定增长 ， 2025 年 其 市 场规 模 预计 将 达 到 248.9亿元 ， 同比增长 25.8% 具备目 前最 强处理 能力 及最低 量产成本的 ASIC将成为 端 侧 AI 芯片解 决方 案的主 流选 择 。 从 短期来看 ， ASIC产品持 续 升级 将进一 步降 低芯片 单颗 成本 ， 推 动 ASIC 规 模化应 用 落 地 。 ASIC市场 需 求预计将高速增长 ， 2025年其市场规模预计将达到 331.4亿元 ， 同比增 40.6% AI芯片行业竞争格局分析 GPU芯片行业市场份额 （ 按 营收 额 计 ）， 2019年 头豹洞察 FPGA芯片行业市场份额 （ 按营收额计 ） ， 2019年 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： AI芯片 （ 3/3） 中国 GPU及 FPGA芯片市场由国际头部厂商垄断 ， 产品高度依赖海外进口 ； ASIC芯片行业市场竞争较为激烈 ， 中国本土龙头企业持续推进产品升级 ， 其市场地位逐渐稳固 ， 初创企业生存空间将受严重挤兑 单位 ： 百分比 单位 ： 百分比 全 球 GPU 芯片行业市场 由 Nvidia、 AMD及 Intel三家 企 业 垄断 。 Nvidia占 据市 场 龙 头 地 位 ， 2019年市 场 占比 达 56% 与全球 GPU芯片行业 市 场竞争 格局相似 ， 全球 FPGA芯 片行 业呈现 寡头 垄断格 局 ， 市场集 中 度 较高 。 2019 年 ， Xilinx 、 Intel 及 Microchip 三 家 全 球 FPGA芯片 行 业龙头 企 业 占市 场份额的比重达 92% 相较于 GPU及 FPGA芯 片 行业 ， ASIC芯片 行 业参与者数量较多 ， 市场竞争 较 为激烈 。 阿 里巴巴 、 百度 、 寒武 纪等中 国头 部厂商 推进产 品研 发进程 以抢 占市场 主导地 位 ， 挤占中 小企 业生存 空间 。 短 期 内中国 ASIC芯片行 业竞争格局将 趋于稳定 华为 4,000 亿次 4,00 0 亿次 130 万 130 万 14 90 项 90 项 1,900 1,900 腾讯 7,000 亿次 7,00 0 亿次 200 万 200 万 5 5 200 项 200 项 2,200 2,200 阿里巴巴 1.0 万 亿 次 1.0万 亿 次 100 万 100 万 8 8 200 项 200 项 1,100 1,100 百度 1.5 万 亿 次 万 亿 次 265 万 万 10 10 273 项 项 2,400 2019 ICCV VOT 单目标短时 跟踪冠军 2019 ICCV VOT 单目标短时 跟踪冠军 2019 PascalVOC comp4 综 合得分 92.9 位居第一 2019 PascalVOC comp4 综 合得分 91.2 2020 WebVision 图像分类 竞赛冠军 2020 WebVision 图像分类 竞赛冠军 中国市场 排名第一 中国市场 排名第二 中国市场 排名第三 中国市场 排名第四 中国市场 排名第四 中国 AI算法开放平台对比 企业 日调用量 头豹洞察 技术能力 专利数量 （ 授权 ） 排名 机器视觉 深度学习 开发者数量 数据中心 数量 2019 PascalVOC comp4 综 合得分 92.9 位居第一 2019 PascalVOC comp4 综 合得分 91.2 中国市场 排名第一 中国市场 排名第二 中国市场 排名第三 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： AI算法 （ 1/2） 中国 AI算法开放平台市场集中度较高 ， 头部厂商在样本数据量 、 技术实力及成本等层面具备市场优势 ； 中国四 大 AI算法开放平台在机器视觉算法层面的技术实力处于国际领先水平 AI算法开 放 平台指为企业客户 提供 AI算 法 、 算力及开发工具 的 综合性服务平台 。 通过对 AI 算法开 放平 台中成 熟算 法框架 的调用 ， 企 业客户 可快 速实现 AI产品的开发与落地 中国 AI算 法 开放平台集中度较 高 ， 头 部厂 商通过 数据 及技术 的长时 间积 累已具 备 规 模经济 优 势 。 2019年 ， 百度 、 阿里巴 巴 、 腾 讯及 华为四 家头 部厂商 占中国本土 AI算法开放平台市 场份额的比值超 80% 在机器视觉领域 ， 中国头部 AI 算法开 放平 台厂商 的技 术实力 处于 国 际领 先地位 ， 均 已实现 应用解 决方 案落地 。 在 深度学 习领域 ， 百 度凭借 先发 优势占 据 行业领先地位 AI算法市场规模分析 中国 AI算法开放平台市场规模 （ 按营 收 额计 ） ， 2016-2025年预测 头豹洞察 34.5 60.4 105.7 185.0 342.3 496.3 719.6 1,043. 4 1,512. 9 2,193. 7 0 500 1,00 0 1,50 0 2,00 0 2,50 0 3,00 0 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E CAGR： 45.0% CAGR： 77.5% 消 费 、 政 务 、 金 融 等 AI技 术 应 用 领 域 快速 实 现 项 目 落 地 ， 推 动 AI 算 法 开发平台发展 中国推出 多 项利好政 策 ， 推动自 动 驾驶 、 城 市大脑等新兴领域 AI算法开 发 平台 建 设 工业 、 医疗 行业 AI技 术 应用逐渐 成 熟 ， 推 动 AI算法市场需求进一步扩容 单位 ： 人民币亿元 工业领域人工智能行业产业链 产业链上游 ： AI算法 （ 2/2） 利好政策及应用市场需求成为中国 AI算法开放平台行业快速发展的主要源动力 ， 消费 、 政务及金融领域 AI技术 的应用的持续深化将推动 AI算法实现创新突破 ， 新一代 AI算法的面世有望实现 AI技术在工业领域中的规模应用 “ 新一代 人 工 智 能开放创 新 平 台 ” 与 “ 新 型基 础设施建 设 ” 的 政 策的落实 成为推动 中国 AI算法 开放平 台市 场规 模 增长 的主要 动力之 一 。 此 外 ， 消费 、 金融 及 政 务领 域 AI应 用 的快速 拓 展 ， 助力 AI算 法 开发平台行业发展 进入快 车道 。 2020年 ， 中国 AI 算法开 发平 台市场 规模 预计将 达 342.3亿元 ， 同比增长 85.0% 从短期 来看 ， 工业 领域 样本量 的匮乏导致 AI技术难以 快 速实 现应用 落地 。 而在 消费 、 政务 及金融领域 ， AI技术 的 应用将 持续深化 ， 推动 AI算 法 开放平 台行业发展 ， 促进 AI技 术迭 代 创新 。 从长期来看 ， AI技 术的 突破及 应用 经验的 积累 或将推 动 AI技术向工业领域 渗透加速 工业领域辅助研发系统行业分析 中国工业领域辅助研发系统市场规 模 （ 按 营 收额 计 ）， 2016-2025年预测 头豹洞察 81.8 98.0 121.4 150.3 188.1 214.8 244.0 274.2 306.3 338.2 0 100 200 300 400 500 2016 2017 2018 EDA 2019 CAD 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E CAE CAM PDM EDA 26.6% CAD 33.6% CAE 22.4% CAM 5.5% PDM 9.9% PLM 2.1% PLM 2019年占比 单位 ： 人民币亿元 工业领域人工智能行业产业链 产业链中游 ： 辅助研发系统 EDA、 CAD软件行业发展成熟度较高 ， 市场呈现寡头垄断格局 ， 中国市场高度依赖产品进口 ； PDM、 PLM行业 发 展处于萌芽期 ， 尚未出现寡头垄断趋势 ， 企业用户对数据管理需求的提高成为市场需求增长的主要动力之一 辅助研 发系 统指利 用计 算机程 序完成 产品 模拟分 析 、 验证及 改善等 过程 ， 辅助 完成 产品研 发的软件工具 EDA、 CAD及 CAE三 大 用于产 品模拟 仿真 的辅助 研发 系统应 用最为广 泛 ， 市场渗 透 率较高 ， 市场发 展成 熟 ， 市 场规 模增长 趋于稳定 EDA、 CAD市 场 集中度 较 高 ， 中国市场长期被国际厂商 垄断 PDM、 PLM两类应用 于 产品数 据管理 的辅 助研发 系统 行业发 展处于 萌 芽 期 ， 市场 竞 争激烈 。 智能制 造的 持续渗 透将 提升中 国工业 企业 用户对 数据 管理的 需求 ， 推动 PDM、 PLM市 场需 求 持续上行 工业领域智能生产系统行业分析 中国工业领域智能生产系统市场规 模 （ 按 营 收额 计 ）， 2016-2025年预测 头豹洞察 755.4 906.5 1,133. 1 1,416. 4 1,770. 5 2,160. 0 2,635. 2 3,186. 2 3,852. 6 4,658. 7 0 1,50 0 3,00 0 4,50 0 6,00 0 7,50 0 2016 2017 智能装配系统 智能包装系统 2018 2019 2020E 智能输送系统 智能分拣系统 2021E 2022E 智能仓储系统 智能搬运系统 2023E 2024E 2025E 智能检测系统 智能巡检系统 2019年占比 装配 43.6% 输送 14.7% 仓储 13.8% 检测 10.8% 包装 9.7 % 分拣 6.6 % 搬运 0.5 % 巡检 0.3 % 单位 ： 人民币亿元 工业领域人工智能行业产业链 产业链中游 ： 智能生产系统 部署于生产线上的智能生产系统开发难度较小 ， 应用方案实现初步落地 ， 应用于搬运 、 巡检环节的非固定设备 系统研发难度较大 ， 尚未实现规模化应用 ； 智能制造持续渗透将推动中国智能生产系统市场需求加速扩容 智能生 产系 统指利 用计 算机程 序控制 生产 设备完 成一 系列产 品生产 过程 的软件 工具 。 根据 对应生 产设 备工作 范围 ， 智能 生产系 统可 分为 产 线系 统 及 非 固定设备系统 由于产 线系 统对应 设备 多采用 定点部 署 方 式 ， 其 系统 功能相 对简单 ， 开 发难度较 小 。 其中 ， 智能装 配系 统应用 较为 成熟 。 相较于 产线 系统 ， 搬运 及巡检 系统需 满足 自动寻 址 、 路径规 划 等功能 ， 系统开发 难 度较大 ， 尚未实现规模化应用 从短期 来看 ， 工业 领域 的智能 化转型 将持 续释放 智能 生产系 统市场需求 。 2025年 ， 中国智 能生产 系统 市场规 模预 计将达 4,658.7亿元 ， 同比增长 10.4% 中国工业机器人行业发展现状 中国工业机器人市场需求 ， 2015-2019年 全球工业机器人市场需求 ， 2015-2019年 6. 8 8. 9 14.1 15.6 14.4 32.5% 32.7% 26.8% 27.9% 31.3% 20% 30% 40% 50% 10 15 20 本土品牌 外资品牌 本土品牌占比 25.4 30.4 40.0 42.2 37.3 27.0% 29.3% 35.3% 37.0% 38.6% 40% 60% 80% 30 45 60 中国 全球 中国市场占比 单位 ： 万台 单位 ： 万台 单位 ： 百分比 单位 ： 百分比 从全球市场来看 ， 2015 至 2019 年 ， 中国 工 业 机 器 人 销量 占 比 持 续 提 升 ， 成 为 全 球 工 业机 器 人 需 求 最 大的国家 中国 工 业 机 器 人 产品 在 工 业 领 域 的规 模 化 应 用 ， 推动 中 国 工 业 领 域智 能 制 造 渗