半导体行业跟踪报告之二十：边缘算力SOC：AIOT智能终端的大脑 端侧算法部署的核心

1、 SoC：智能终端设备的大脑，边缘算力的核心

芯片系统（System-on-Chip，SoC）是一种集成电路，将一个系统所需的所有组件压缩到一块硅片上。SoC 可以分为高性能应用处理器、通用应用处理器、人工智能视觉处理器、智能语音处理器、车载处理器、流媒体处理器等。上述处理器一般内置中央处理器（CPU），根据使用场景的需要增加图形处理器（GPU）、图像信号处理器（ISP）、神经网络处理器（NPU）及多媒体视频编解码器等处理内核。芯片内部设置高速总线负责各个处理器和外部接口的数据传输。配备闪存接口、动态存储器接口、显示接口、网络接口以及各种高速、低速外部设备接口。

SoC 的关键技术主要包括总线架构技术、IP 核可复用技术、软硬件协同设计技术、SoC 验证技术、可测性设计技术、低功耗设计技术、超深亚微米电路实现技术，以及嵌入式软件移植、开发研究，是一门跨学科的研究领域。SoC 意味着在单个芯片上实现以前需要多个芯片才能实现的系统功能，克服了多芯片板级集成出现的设计复杂、可靠性差、性能低等问题，并且在减小尺寸、降低成本、降低功耗、易于开发等方面也有突出优势。SoC 对研发设计、制造工艺以及软硬件协同开发技术的要求较高，主要体现在芯片验证和测试难度的提高，以及IP 复用、混合电路设计的困难加大。任何SoC 的设计都是性能、功耗、稳定性、工艺难度几方面的平衡。

完整的SoC 系统解决方案，除了提供硬件参考设计外，还需要提供系统级的软件参考设计，包括驱动软件、大型OS（Linux、Android、ChromeOS、国产OS 等）的移植、针对性的算法、中间件和上层应用软件的适配等，并通过严格的可靠性、兼容性测试。

2、 边缘算力应用和端侧AI 算法部署需求巨大

AI 将提升社会劳动生产率，特别是在有效降低劳动成本、优化产品和服务、创造新市场和就业等方面为人类的生产和生活会带来革命性的转变。可以认为，AI 是一个重要的生产力工具，AI 通过与各行各业结合，赋能各行各业。在自动驾驶、智能家居、安防监控、机器人、医疗设备、智慧课堂等新兴行业中，人工智能的技术创新和应用落地是行业智能化的推手。此外，AI 交互、AI 创作等应用场景发展迅速，如自然语言处理工具ChatGPT 的问世 ，有望进一步推动行业智能化程度不断提升。

AI 技术必须具备三个要素：算法、数据、算力。

（1）数据：AI 蓬勃发展主要是得益于大数据的累积以及AI 专用算力的大幅增强。

（2）算力：过去10 年，AI 领域主要的算力载体是以国外芯片厂商提供的GPU设备为主，广泛应用于与AI 相关的云端产品。而端侧嵌入式AI 算力载体从CPU、GPU、DSP 发展到ASIC 架构，推动了基于深度学习的语音识别、人脸识别、图文识别、AIGC、目标检测、超分辨率、ADAS 等技术的广泛应用。

（3）算法：模型算法架构持续迭代，Transformer 神经网络结构逐渐成为自然语言处理领域的主流，如ChatGPT 是其应用之一，主要用于云端产品，各算法厂商开始尝试应用到端侧产品，对端侧算力性能提出了更高的要求，这将推动AI 算力的发展。从AI 算法模型到端侧AI 部署应用的落地，需要解决很多技术问题，如模型转换、量化、推理框架、算子融合、算子适配（自定义算子开发）等等。这不仅需要性能优越的算法模型以及可靠的高性能低消耗（低带宽低内存低功耗）硬件加速器，还需要通过AI 编译器把算法模型转化成硬件设备能识别的表达式进行算法部署，再应用到具体的应用场景，满足用户的体验需求。在算法部署过程，算法开发应用算子级API 和网络级API、支持量化感知训练模型导入等加速算法开发效率和应用落地效率。

CPU 是通用处理器，设计用于执行广泛的计算任务。它具有强大的灵活性和可编程性，但可能在特定任务（如AI 计算）上效率不高。GPU 最初设计用于处理图形和视频渲染，它擅长处理并行计算任务，因此在AI 领域也得到了广泛应用。

然而，GPU 并非专门为AI 计算设计，它在处理某些类型的AI 任务时可能不如NPU 高效。CPU 是线性、串行任务（指令）执行，效率较低，通用性较高；GPU是并行处理和专用图形并行处理，效率更高；而NPU 则是“并行认知处理”，在AI 机器学习方面，效率更高。

与CPU 和GPU 相比，NPU 在以下几个方面具有明显优势：

1）性能：NPU 针对AI 计算进行了专门优化，能够提供更高的计算性能。

2）能效：NPU 在执行AI 任务时，通常比CPU 和GPU 更加节能。

3）面积效率：NPU 的设计紧凑，能够在有限的空间内提供高效的计算能力。

4）专用硬件加速：NPU 通常包含专门的硬件加速器，如张量加速器和卷积加速器，这些加速器能够显著提高AI 任务的处理速度。

移动设备中的NPU：在智能手机中，NPU 在人工智能计算和应用中发挥着至关重要的作用。华为是首批将 NPU 集成到智能手机 CPU 的公司之一，与传统CPU 和 GPU 相比，NPU 显著提高了人工智能算力和能效。苹果公司的仿生移动芯片利用 NPU 完成了视频稳定、照片校正等任务。NPU 还能增强设备在识别照片内容、调整相机设置以获得最佳拍摄效果、在自拍中创建虚化效果以及辅助三星 Galaxy 设备上的 Bixby Vision 等人工智能驱动功能方面的能力。

其他设备中的NPU：NPU 在电视和相机等一系列传统上没有先进处理器的设备中越来越受欢迎。但随着每台电子设备本身越来越像一台电脑，NPU 也开始进入家庭中的各种设备。例如，在电视机中，NPU 可将旧版内容的分辨率提升到更现代的4K 分辨率。在相机中，NPU 可用于实现图像稳定和质量改进，以及自动对焦、面部识别等功能。智能家居设备也在使用NPU，帮助处理边缘设备上的机器学习，以进行语音识别或安全信息处理，由于这些信息的敏感性，许多消费者不希望将其发送到云数据服务器进行处理。

英特尔（Intel）、AMD 和高通（Qualcomm）等主要厂商均将NPU 集成到其最新处理器中。

3、 边缘算力SoC 行业投资建议

投资建议： AI 新浪潮未来将提升海量IoT 设备的边缘算力需求。AIoT 时代拥有海量IoT 终端。“智能”将是物联网时代最核心的生产力，AI 技术将渗透到云、边、端和应用的各个层面，与IoT 设备进行深度融合。在训练方面，AI 模型的训练需要海量数据支持，SoC 中的NPU 提取视觉和语音的特征数据，为云端AI提供大数据支撑。在推理层面，各类带有NPU 的边缘侧芯片SoC 将提供丰富的AI 算力，经过压缩的轻量级AI 模型可以在音箱、摄像头等边缘侧部署。

边缘算力SoC 行业建议关注：恒玄科技、翱捷科技、中科蓝讯、全志科技、瑞芯微、晶晨股份、富瀚微、芯原股份、炬芯科技、国科微等。

3.1 恒玄科技

公司主营业务为无线超低功耗计算SoC 芯片的研发、设计与销售，主要包括无线音频芯片、智能可穿戴芯片、智能家居芯片和无线连接芯片。公司芯片集成多核CPU、DSP、NPU、图像和视觉系统、声学和音频系统、Wi-Fi/BT 基带和射频、电源管理和存储等多个功能模块，是无线超低功耗智能终端的主控平台芯片。

公司芯片产品广泛应用于智能可穿戴和智能家居领域的各类低功耗智能终端。在智能可穿戴市场，公司主要为TWS 耳机、智能手表/手环、智能眼镜等产品提供主控芯片；在智能家居市场，公司主要为智能音箱、智能家电和其他各类全屋智能终端产品提供语音控制、屏显及无线连接等主控芯片。

公司坚持品牌战略，下游客户分布广泛，主要包括：1）三星、OPPO、小米、荣耀、华为、 vivo 等全球主流安卓手机品牌，2）哈曼、安克创新、漫步者、韶音等专业音频厂商，3）阿里、百度、字节跳动、谷歌等互联网公司，4）海尔、海信、格力等家电厂商。品牌客户的深度及广度是公司重要的竞争优势和商业壁垒。

2024 年上半年，公司下游智能可穿戴及智能家居市场需求持续增长，驱动公司业绩高增长。2024 年上半年，公司实现营业收入15.31 亿元，较上年同期增长68.26%；归属于上市公司股东的净利润1.48 亿元，较上年同期增长199.76%；归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润1.12 亿元，较上年同期增长1,872.87%；基本每股收益1.2299 元，较上年同期增长199.68%。

1、公司智能手表/手环类芯片市场份额快速提升随着公司可穿戴芯片的快速迭代，公司在智能手表/手环领域的竞争力进一步提升。公司在旗舰芯片BES2700BP 的基础上，陆续推出了BES2700iBP，BES2700iMP 等新产品，实现了智能手表、运动手表和手环的全覆盖，出货量快速增长，市场份额提升。2024 年上半年，公司智能手表/手环类芯片占营收比例达到28%左右，较去年明显提升，带动公司营收高速增长。

2、新一代可穿戴芯片BES2800 量产上市

2024 年上半年，公司新一代智能可穿戴芯片BES2800 实现量产出货，该芯片采用先进的6nm FinFET 工艺，单芯片集成多核CPU/GPU、NPU、大容量存储、低功耗Wi-Fi 和双模蓝牙，能够为可穿戴设备提供强大的算力和高品质的无缝连接体验。该芯片目前已在多个客户的耳机、智能手表、智能眼镜等项目中导入，预计下半年将逐步开始上量。

3、持续投入研发，核心技术能力不断提升

持续高水平的研发投入是公司保持核心竞争力的关键。2024 年上半年，公司研发费用3.22 亿元，较上年同期增长36.76%，半年末研发人员总数571 人，研发人员占比85.74%。截至目前，公司已在北京、上海、深圳、成都、武汉、西安、杭州等城市设立了研发中心，研发团队实力进一步增强。

2024 年上半年，公司新增申请发明专利23 项，获得发明专利批准21 项；截至2024 年半年度，公司累计申请发明专利511 项，累计获得发明专利批准216 项。

风险提示：下游需求不及预期；新产品推广不及预期。

3.2 翱捷科技

公司是一家提供无线通信、超大规模芯片的平台型芯片企业。同时拥有全制式蜂窝基带芯片及多协议非蜂窝物联网芯片研发设计实力，且具备提供超大规模高速SoC 芯片定制及半导体IP 权服务能力。公司的主营业务包括芯片产品销售、芯片定制服务及其相关产品销售、半导体IP 授权。

公司2024 年上半年，推出首款5G RedCap 芯片。该芯片是一款集成了基带、射频、存储的高集成度5G RedCap 芯片，接口丰富。支持 6GHz 以下频段，遵循 3GPP R17 技术规范，满足国内行标和运营商的技术要求。2024 年上半年公司与多家主要的设备厂商开展完成了实验室的互联互通和5G 原生增强特性验证，积极参与完成了运营商组织的外场端网兼容性测试，成功通过中国移动 5GRedCap 芯片认证测试并入库。2024 年上半年，公司已经与首批客户开展合作，积极推动基于该芯片的终端产品市场化，预计2024 年下半年正式量产。

在智能手机领域，公司首款智能手机芯片 ASR8601 携手 Logicmobility L65A手机，首秀登陆拉丁美洲市场。该芯片采用 Arm Cortex-A55 处理器，支持包括 FDD/TDD LTE/GSM/EDGE/WCDMA 多制式蜂窝通信，支持Volte，向用户提供高质量、更自然的语音通话效果以及更流畅的移动网络体验。自研Camera硬件3D 降噪算法令用户即使在暗光下依旧保持高清晰度的录像和拍照效果，美颜算法在GPU 的加持下呈现效果更好，速度更快。在拉丁美洲市场的成功出货是公司全球化战略的重要一步，也是公司智能手机业务长期发展的坚实基础。同时，该芯片的出货已覆盖更多场景，包括智能手表、智能平板、儿童学习机等，正处于客户导入阶段，预计2024 年下半年销售规模继续扩大。

在智能可穿戴市场，积极布局新项目研发，在通信、续航、集成度、算法等方面持续取得突破。智能Android 手表凭借芯片的高集成度和低功耗优势，已实现量产；儿童手表在全球市场表现强劲，与以飞利浦为代表的多个品牌商建立更深度的合作，进一步扩大市场份额；成人手表同各地主流品牌商深化合作，在欧洲、拉丁美洲和东南亚市场表现活跃。

在汽车市场，持续推进新产品、拓展新项目，出货规模迈上新台阶。公司产品所展现出的高质量、高可靠度、高功能完备性等特点，已获得主流车企认可。2024年上半年 LTE Cat.4 车载前装方案出货量远高于去年同期数字，单品销售规模已达百万级，预计2024 年度出货量将超过两百万片；新一代产品在首发车厂也已正式量产，预计2024 年底前还将与五家左右车企完成其量产前的测试工作。

而 5G RedCap 车载前装的 Design in 也在有序推进中，目前进展顺利。

在非蜂窝物联网领域，WiFi+BLE Combo 芯片在包括美的、海尔、长虹、方太在内的多个白电头部企业的出货量稳步上升；BT 芯片在 Apple Find My 应用领域的需求迅速增长，出货量较去年同期增幅显著；多款 LoRa 芯片在能源表计、智能安防和智慧农业等市场稳定出货。

公司2024H1 实现营收16.55 亿元，同比增长56.62%，实现归母净利润-2.65亿元。

风险提示：尚未盈利的风险；技术迭代及替代风险；市场竞争加剧风险。

3.3 中科蓝讯

公司的主营业务是无线音频SoC 芯片设计、研发及销售。公司目前已形成以蓝牙耳机芯片、蓝牙音箱芯片、智能穿戴芯片、无线麦克风芯片、数字音频芯片、玩具语音芯片、AIoT 芯片、AI 语音识别芯片八大产品线为主的产品架构。

公司自主研发 RISC-V SoC 芯片内核。随着产品功能与性能升级，公司根据RISC-V 最新开源指令集说明书以及新 RISC-V 编译器，自研增加了Zc 等压缩指令，提升了指令代码密度，优化了代码运行效率；配套自主研发的音频处 理系统与显示处理控制器，内置大容量的内存资源，并采用了 HiFi4 DSP，极大提升了产品算力与集成度，同时快速支持第三方算法集成。

公司研发单PIN 晶振技术，优化耳机芯片封装公司研发了无线蓝牙音频领域的单PIN 晶振技术，申请多项引脚复用专利，使 TWS 的封装从QFN20 优化到SOP8，减少了12 个管脚，大大降低了产品的成本，提升了产品的性能，增加了 客户生产的直通率，获得市场极大认可，从而进一步巩固了TWS 耳机的领先地位。

公司在无线音频SoC 芯片上保持快速迭代能力，AB530X、AB535X、AB537X、AB561X、 AB560X 系列芯片已被广泛应用于蓝牙音箱、蓝牙耳机等产品中，并连续获得多届“中国芯”优 秀市场表现产品奖项。公司持续升级现有芯片产品，通过技术的迭代和制程工艺的提升，不断提升芯片性能、综合性价比优势和市场竞争力。公司前期已成功推出“蓝讯讯龙”系列高端蓝牙芯片BT889X、BT892X、BT893X 和BT895X，凭借出色的性能表现和性价比优势目前产品已进入小米、realme 真我、百度、万魔、倍思、Anker、漫步者、腾讯 QQ 音乐、传音、魅蓝、飞利浦、NOKIA、摩托罗拉、联想、铁三角、喜马拉雅、boAt、Noise、沃尔玛、科大讯飞、TCL 等终端品牌供应体系。

公司2024H1 实现营收7.91 亿元，同比增长21.11%，实现归母净利润1.35 亿元，同比增长19.83%。

风险提示：市场需求不及预期；新产品市场拓展不及预期。

3.4 全志科技

公司目前的主营业务为智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片的研发与设计。主要产品为智能应用处理器SoC、高性能模拟器件和无线互联芯片。公司产品满足消费、工业、车载领域的应用需求，产品广泛适用于智能硬件、智能家电、智能物联网、智能汽车电子、平板电脑、网络机顶盒以及电源模拟器件、无线通信模组等多个产品市场。公司2024H1 实现营收10.63 亿元，同比增长57.30%，实现归母净利润1.19 亿元，同比增长800.91%。

公司布局高性能AI 芯片，为智能语音技术落地提供更强算力，不断深化在智能音箱领域的投入探索，与产业上下游持续推动产业共同发展，打造更多标杆产品以满足终端消费者需求。基于智能语音的技术积累及生态布局，公司已与智能家电、扫地机器人、陪伴机器人、AI 教育（学习机、词典笔）等领域重要客户深度合作，拓展智能硬件产业多元化发展，推动智能硬件产品加速普及和消费升级。

全志科技SoC 产品应用包括：（1）天猫精灵、小米、小度等品牌的智能音箱；（2）石头、云鲸、小米、追觅、乐动、美的、海尔、Shark 等品牌的扫地机；（3）创想三维3D 打印机、小米喷墨打印机等；（4）科大讯飞、作业帮词典笔；（5）longTV 等海外运营商机顶盒；（6）长安汽车智能驾舱；（7）一汽全景泊车、上汽荣威全景泊车等；（8）腾讯-创维极光盒子、天猫魔盒。

风险提示：下游需求恢复不及预期；市场竞争加剧风险；技术研发升级风险。

3.5 瑞芯微

公司的SoC 芯片主要应用于智能物联和消费类电子两个领域，既包含传统的电子产业，也应用于新兴的AIoT 产业。AIoT 产业包含“云、管、边、端、用、服务”板块。公司SoC 产品大量应用于端侧，作为设备的大脑，执行AI 算法、输入输出、用户交互等功能，是端侧产品的核心部件。公司部分中高端芯片也用于  边侧的小型服务器，对多路终端进行智能分析和管理，从而减轻网络和终端的压力。公司的高端处理器也用于云服务器中，作为云游戏，云软件的模拟处理器。

公司2024H1 实现营收12.49 亿元，同比增长46.44%，实现归母净利润1.83亿元，同比增长636.99%。

公司积极开拓国内外市场，积累了丰富优质的客户资源。公司下游终端客户分布于中国大陆、中国台湾、韩国、日本、欧美等全球各地。

公司不断加强和客户的沟通与合作，形成覆盖各种产品品类、具有广度和深度的客户格局。（1）在智能物联领域，尤其是商业标牌显示、收银机、金融支付设备、教育设备，办公会议系统等领域，公司是国内领先的供应商；（2）在视觉领域，公司的客户群体迅速扩大，产品竞争力日益加强；合作客户有LG、星网锐捷、亿联、腾讯、阿里、商米、视源、美团、宇视、研华、联想等。（3）在消费电子领域，公司和SONY、华硕、OPPO、百度、科沃斯、网易、小米、步步高、美的、创维等国内知名消费电子品牌合作，推出各类智能硬件，包括词典笔、智能音箱、扫地机器人等智能家电以及手机适配器等产品。

2021 年底面世的RK3588，是业内领先的高性能、多场景应用的AIoT 芯片。

RK3588 推向市场后，得到各个行业众多客户的认可，在计算、视觉、存储、大屏及车载等各个领域都得到相应的应用。公司制定了RK3588 的八大方向，包括ARM PC、平板、高端摄像头、NVR、8K 和大屏设备、汽车智能座舱、云服务设备及边缘计算、AR/VR 的应用。得益于RK3588 优秀的性能表现及完善的Demo演示，公司在上述应用方向上，均取得各细分行业内头部客户的立项，以及众多中小客户的项目。众多项目已达量产阶段，RK3588 在2022 年已形成批量销售。

风险提示：下游需求不及预期；新品落地不及预期。

3.6 晶晨股份

公司主营业务为系统级SoC 芯片及周边芯片的研发、设计与销售，目前主要有多媒体智能终端SoC 芯片、无线连接芯片及汽车电子芯片。公司芯片已广泛应用于包括但不限于智能机顶盒、智能电视、智能汽车、智能投影仪、智慧商显、AR 终端、智能音箱、智能门铃、智能影像、智能会议系统、学习机、跑步机、动感单车、健身镜、带屏冰箱、农业无人机、刷脸支付、广告机、菜鸟仓储、驿站后端分析盒、K 歌点播机、直播机、游戏机、智能灯具、控制面板、智能门禁与考勤等。公司2024H1 实现营收30.16 亿元，同比增长28.33%，实现归母净利润3.62 亿元，同比增长96.06%。

1、S 系列SoC 芯片主要有全高清系列芯片和超高清系列芯片，已广泛应用于IPTV 机顶盒、OTT 机顶盒、混合模式机顶盒及部分AIoT 领域。公司S 系列SoC芯片方案被中兴通讯、创维、小米、阿里巴巴、Google、Amazon 等众多境内外知名厂商广泛采用，相关终端产品已广泛应用于中国移动、中国联通、中国电信等国内运营商设备以及北美、欧洲、拉丁美洲、亚太和非洲等众多海外运营商设备。

2、T 系列SoC 芯片：作为智能显示终端的核心关键部件，公司T 系列芯片已广泛应用于智能电视、智能投影仪、智慧商显、智能会议系统等领域。公司的T系列SoC 芯片解决方案已广泛应用于小米、海尔、TCL、创维、海信、长虹、联想、腾讯、Maxhub、Seewo（希沃）、百思买、亚马逊、Epson、Sky 等境内外知名企业及运营商的智能终端产品。

3、AI 系列SoC 芯片：已广泛应用于包括但智能家居（智能音箱、智能门铃、智能影像、智能灯具、控制面板）、智能办公（智能会议系统、会议一体机、大屏会议、会议平板、智能门禁与考勤）、智慧教育应用（学习机）、智能健身（跑步机、动感单车、健身镜）、智能家电（带屏冰箱）、无人机（智能农业无人机）、智慧商业（刷脸支付、广告机）、智能终端分析盒（菜鸟仓储、驿站后端分析盒）、智慧娱乐（K 歌点播机、直播机、游戏机）、AR 终端等领域。公司AI 系列SoC芯片已广泛应用于众多境内外知名企业的终端产品，包括小米、TCL、阿里巴巴、极飞、爱奇艺、Google、Amazon、Sonos、JBL、Harman Kardon、Keep、Zoom、Fiture、Marshall 等。

4、W 系列芯片：公司Wi-Fi 蓝牙芯片自2020 年第三季度首次量产后，稳步推进商业化进程。2021 年8 月公司推出了自主研发的高速数传 Wi-Fi 5 +BT 5.0单芯片，可应用于高吞吐视频传输，芯片成功量产并已规模销售。

5、汽车电子芯片：目前有车载信息娱乐系统芯片和智能座舱芯片。公司的车载信息娱乐系统芯片已进入多个全球知名车企，并成功量产商用（包括宝马、林肯、Jeep 等）。国内方面，已定点多个车厂。该等芯片主要采用12 纳米制程工艺，内置神经网络处理器，支持多系统多屏幕显示，功能覆盖影音娱乐、导航、360全景、个性化体验、人机交互、个人助理、DMS（Driver Monitor System, 驾驶员监测系统）等，符合车规级要求，部分产品已通过车规认证。

风险提示：海外需求不及预期；新产品研发与推广不及预期。

4、 风险提示

下游需求不及预期

下游消费类等终端需求存在波动的可能性，如果下游需求不及预期则可能对对应行业公司经营及业绩产生影响。

商业化进展不及预期

产业链内多家公司新品仍处于商业化初期阶段，存在商业化进展不及预期的风险。

技术突破不及预期

产业链内多家公司产品仍在研发阶段，存在技术突破不及预期造成对后续业务发展的影响的风险。

中美贸易摩擦反复风险

部分产品技术依然需要依靠海外进口，如果中美贸易摩擦加剧，对应行业公司经营及业绩产生影响。

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转自光大证券股份有限公司 研究员：刘凯/孙啸/黄筱茜