一、人工智能的定义

目前,人工智能的定义主要集中于对人类思考的模拟以及理性的思考两方面,尚无统一的定义。但从产业发展来看,当前人工智能都是立足于计算机的优势,以人智能的部分特征(如事物分辨、语音对话等)为参照,研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统,并运用于各行各业之中。综合来看,当前人工智能产业的主流是弱人工智能,以计算与感知为核心支撑技术。

我国人工智能产业链分析-黑科技

二、人工智能产业链

人工智能产业链包括三层:基础层、技术层和应用层。其中,基础层为人工智能产业奠定网络、算法、硬件铺设、数据获取等基础;技术层以模拟人的智能相关特征为出发点,构建技术路径;应用层集成一类或多类人工智能基础应用技术,面向特定应用场景需求而形成的软硬件产品或解决方案。

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(一)基础层

基础层主要涉及数据的收集与运算,这是人工智能发展的基础,主要包括 AI 芯片、传感器、大数据与云计算。其中,传感器及大数据主要负责数据的收集,而 AI 芯片和云计算负责运算。

1. AI 芯片

AI 芯片是人工智能的“大脑”,市场规模呈快速增长态势。早期人工智能运算主要借助云计算平台和传统 CPU 相互结合的方式。但随着深度学习等对大规模并行计算需求的提升,开始了针对 AI 专用芯片的研发。目前 AI 芯片主要类型有 GPU(图形处理器)、FPGA(现场可编辑门阵列)、ASIC(专用定制芯片)和类人脑芯片四种。预计至 2021 年,人工智能芯片市场有望达到 111 亿美元,CAGR 达 20.99%。

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AI 芯片技术发展呈现功能模仿与结构逼近两个方向。GPU、FPGA 及 ASIC 是从功能层面模仿大脑能力,而类脑芯片则是从结构层面去逼近大脑。虽然在结构上模仿大脑运算是 AI 芯片终极目标,但受制于技术上的限制,当前 AI 芯片主流产品是在功能层面上的模仿。

目前,GPU 和 FPGA 等通用芯片是人工智能领域的主要芯片,但由于它们起初并非针对深度学习而设计,在性能与功耗等方面存在天然的缺陷。因此,针对神经网络算法的专用芯片 ASIC 正被 Intel、Google、英伟达和众多初创公司陆续推出,有望在今后数年内取代当前的通用芯片成为人工智能芯片的主力。

我国 AI 芯片产业处于起步阶段,但已呈现崛起之势。目前我国专注于 AI 芯片的企业较少,且总体技术水平与发达国家有较大差距,高端芯片还主要依赖国外进口。但目前也涌现了景嘉微、寒武纪科技等一批明星创业企业。国产 AI 芯片的崛起不仅带来计算能力的提升,同样可以起到降低成本的作用。

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2.云计算

传统实现移动终端人工智能的方法是通过网络把终端数据传送至云端,云端计算后再把结果发回终端,例如苹果的 Siri 服务。当前人工智能主要的计算平台还是云计算。根据部署模式或服务形式的不同,云计算可分为基础设施即服务(IAAS)、平台即服务 (PAAS)、软件即服务 (SAAS)三类。

IAAS,分为公有云、私有云和混合云三种形态,提供给客户的服务是对基础设施的使用,包括处理器、存储和网络等基本计算资源,用户能够部署和运行操作系统、应用软件等程序。

PAAS,将软件研发的平台作为一种服务,用户可以在此平台研发、存储各种软件或应用程序。

SAAS,提供给客户的服务是运行在基础设施上的应用程序,用户可以在各种设备上通过互联网访问,如浏览器。

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(二)技术层

技术层是人工智能产业发展的核心。技术层主要依托基础层的运算平台和数据资源进行海量识别训练和机器学习建模,以开发面向不同领域的应用技术,包括感知智能和认知智能。

其中,感知智能通过传感器、搜索引擎和人机交互等实现人与信息的连接,获得建模所需数据,如语音识别、图像识别、自然语音处理和生物识别等;认知智能对获取的数据进行建模运算,利用深度学习等类人脑的思考功能得出结果。可见,只有在技术层基础上,人工智能才能够掌握“看”与“听”的基础性信息输入与处理能力,才能面向用户演变出更多的应用型产品。

国内的人工智能技术层主要聚焦于计算机视觉、自然语言处理以及机器学习领域。

在计算机视觉领域,动静态图像识别和人脸识别是主要研究方向,目前由于动态检测与识别的技术门槛限制,静态图像识别与人脸识别的研究暂时处于领先位置,代表企业如百度、旷视科技、格灵深瞳等。

自然语言处理包括语音与语义识别两方面。语音识别的关键是基于大量样本数据的识别处理,国内大多数语音识别技术商都在平台化的方向上发力,以通过不同平台以及软硬件方面的数据和技术积累不断提高识别准确率。在通用识别率上,各企业的成绩基本维持在 95% 左右,真正差异化在于对垂直领域的定制化开发,代表企业如科大讯飞、思必驰、云知声等。

机器学习目前重点谋求在算法领域实现突破,当前主流算法如深度神经网络、卷积神经网络及循环神经网络等都需要构建庞大的神经元体系,投入非常大,因此该领域主要为互联网巨头公司布局。由于巨头公司业务领域和战略不同,机器学习侧重方向也略有不同,各公司在基础算法研究的同时也会注重在特定行业的应用,例如京东 DNN 实验室研究神经网络算法,但主要方向在智能客服领域。

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(三)应用层

应用层是建立在基础层与技术层基础上,实现与传统产业的融合发展以及不同场景的应用。随着深度学习、计算机视觉、语音识别等人工智能技术的快速发展,人工智能与终端和垂直行业的融合将持续加速,对传统的家电、机器人、医疗、教育、金融、农业等行业将形成全面而行重新的塑造。

据麦肯锡预计,到 2025 年,人工智能将催生 10 万亿美元以上的市场规模。以下重点选择当前及未来几年较为火热的 AI+领域进行分析,包括 AI+安防、AI+金融、AI+家居、AI+汽车、AI+医疗、AI+机器人。

1. AI+安防

安防市场规模呈快速增长态势。我国安防市场保持高速迅猛增长之势,2015-2020 年安防市场连续五年维持两位数的增长,2020 年国内安防市场规模达到 8000 亿以上。根据前瞻产业研究院的预测,到 2022 年国内安防市场规模将达到近万亿规模。

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视频监控领域将是 AI+安防最大的应用产品。伴随着城镇化步伐加快、社会结构变迁及国际环境变化,治安突发事件、恐怖案件屡有发生,智能安防需求日益提升。以政府主导的 193 个智慧城市项目在 2014-2018 年进入第二轮实施周期,总投资近 3 万亿规模,对以高清网络视频监控为核心的智能安防产业需求巨大。

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2. AI+金融

目前人工智能领域在金融行业比较成熟的应用主要有智能投顾、风险管控与智能客服,主要采用的方法有机器学习、自然语言处理、知识图谱和计算机视觉等。

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智能投顾。运用深度学习算法、图像识别技术和语义理解技术可以有效的克服传统投研中数据不够丰富、模型的好坏取决于分析师对数据的敏感程度这两个弊端,获得比传统投资方法更高的收益率。根据花旗银行的最新研究报告,人工智能投资顾问管理的资产,2012 年基本为0,到了 2014 年底已经到了140 亿美元。预计在未来 10 年的时间里,它管理的财产还会呈现指数级增长的势头,总额达到 5 万亿美元。

风险管控。利用人工智能可以构建更加科学完善的风险管控体系。人工智能可以最大程度解决金融行业的信息不对称问题,即利用图像识别、语义理解等技术最大程度的挖掘投融资双方的数据,整合多源的量化资料,对金融风险进行科学的预测规划,利用深度学习算法不断优化风险管理模型,构建科学完善的风险管控体系。

智能客服。应用人脸识别、语音识别、语义理解等人工智能应用技术,提供全天候客户服务,每天 24 小时为客户提供高效的业务查询和问题解决服务,可以提高金融公司的服务质量,提升客户满意度,增强客户粘性。目前光大银行、交通银行等皆已使用。

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3. AI+家居

智能家居是以住宅为平台,利用先进的人工智能技术、网络通信技术、综合布线技术,将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加智能、舒适、安全。

智能家居未来市场规模近五千亿,有望实现高速增长。根据中国产业信息网的数据,2014 年我国智能家居产业市场规模达到 290 亿元;2015 年市场规模达到 403.4 亿元,同比增长 41%,2017 年国内智能家居市场规模将达到 908 亿元,预计未来五年(2017-2021)年均复合增长率约为 48.12%,2021 年市场规模将达到 4369 亿元。

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智能家居和物联企业的主要着力点在于智能设备和智能中控两个方面。在这其中,以海尔和美的为代表的传统家电企业依托自身渠道、技术和配套产品优势建立起了实体化智能家居产品生态。而以阿里、腾讯、京东、小米和乐视等互联网企业为代表的公司则通过各自平台内的数据和终端资源提供不同的软硬件服务。

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4. AI+汽车

随着人工智能的发展,自动驾驶正在变为可能,各大车商纷纷计划在 2021 年前后推出全自动驾驶车型。

无人驾驶汽车是人工智能和汽车工业的结晶。无人驾驶汽车是指依靠人工智能、雷达、监控装臵和全球定位系统协同合作,让电脑可以在没有任何人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆。无人驾驶汽车将让传统的汽车变成一台轮式机器人。

人工智能助推无人驾驶汽车迈入商业化进程。不同于半自动驾驶和辅助驾驶汽车,无人驾驶汽车的核心技术是人工智能技术。从人工智能视角来看,无人驾驶汽车就是一台轮式智能移动机器人,它以深度学习算法为基础的人工智能作为“大脑”,凭借机器视觉为基础的传感器作为“眼睛”,从而实现安全和快速的行驶。无人驾驶汽车集成了机器视觉、规划导航、人机交互、智能控制等多种技术,这些关键技术的快速发展助推无人驾驶走向产业化。

无人驾驶汽车市场发展前景广阔。目前,无人驾驶汽车已经开始从实验室走向市场,根据麦肯锡报告,无人驾驶汽车在农场、矿场等一些地方已经开始商用,预计未来十年内无人驾驶汽车将走入普通大众的日常生活中。

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5. AI+医疗

我国人工智能医疗呈爆发式增长态势。在当今医疗领域,医生资源的短缺是造成看病难的重要原因,尤其是在不发达地区,这一问题尤为严重。智能医疗的可复制性,可以很好的解决优质医生的稀缺性问题。随着人工智能领域,语音交互、计算机视觉和认知计算等技术的逐渐成熟,人工智能医疗领域的各项运用变成了可能。这其中主要包括:语音录入病历、医疗影像智能识别、辅助诊疗/癌症诊断、医疗机器人、个人健康大数据的智能分析等。预计 2018 年我国人工智能医疗市场规模有望达到 200 亿元。

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目前国内智能医疗领域的研究主要集中于医疗机器人、医疗解决方案和生命科学领域。由于起步较晚和技术门槛的限制,目前国内医用机器人的研发水平和普及率相较于国际一线水平仍存在一定的差距,从事企业主要集中与手术机器人和康复机器人两大领域,以新松机器人、博实股份、妙手机器人、璟和技创等企业为代表。在医疗解决方案方面,以腾讯、阿里巴巴、百度和科大讯飞为代表的公司通过和政府、医疗机构的合作,为脑科学、疾病防治与医疗信息数据等领域提供智能解决方案。

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6. 智能机器人

由于工业发展和智能化生活的需要,目前国内智能机器人行业的研发主要集中于家庭机器人、工业企业服务和智能助手三个方面。在以上三个分类中,从事家庭机器人和智能助手的企业占据着绝大多数比例。

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人工智能技术正在全面重塑机器人产业,推动智能机器人应用。智能机器人主要包含三大核心技术模块,分别是人机交互及识别模块、环境感知模块、运动控制模块。特别是人机交互及识别模块综合了语音识别、语义识别、语音合成、图像识别、机器学习、自然语言处理等人工智能技术,实现对人类的意识及思维过程的模拟,赋予机器人学习、推理、思考、规划等智能行为和能力。

我国有影响力的机器人骨干企业不断涌现。我国机器人企业都在谋求从传统工业化企业向智能化转型,提高行业的竞争力和提升整个产业结构向上发展。其中工业机器人骨干企业有沈阳新松、安徽埃夫特、广州数控、哈博实、哈工大机器人、新时达、埃斯顿等;服务机器人骨干企业主要有科沃斯、康力优蓝、纳恩博、风行天下、优必选、 巨星科技、机器人零号、上海未来伙伴等。

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三、我国人工智能产业链特征分析

(一)人工智能产业处于发展朝阳期

未来将步入加速发展期

国内人工智能企业绝大部分处于初创期。从企业构成来看,目前国内 95% 以上的人工智能企业处于初创期,只有不到 5% 的企业处于成熟阶段。从成立时间来看,根据艾媒咨询对中国 168 家以人工智能为驱动技术或业务的非上市公司的信息整理,其中,34.5% 的人工智能创业公司于 2015 年成立,20.8% 成立于 2014 年,2016 年成立的占 16.7%。

人工智能产业将呈快速增长态势。2017 年中国人工智能市场规模达到 152.1 亿元,增长率达到 51.2%。随着人工智能技术的逐渐成熟,科技、制造业等业界巨头布局的深入,应用场景不断扩展,预计 2018 年中国人工智能市场规模有望突破 200 亿元大关,达到 238.2 亿元,增长率达到 56.6%。并于 2019 年增长至 344.4 亿元。

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(二)大公司产业链布局广

创业公司专业性强

大公司全产业链布局。在我国人工智能产业生态中,以 BAT 为代表的大公司参与布局较广,在基础层、技术层及应用层皆有所布局。对比百度、腾讯、阿里巴巴和京东这几家巨头,从新闻热度来看,百度在人工智能各领域布局和产业化能力强于腾讯、阿里巴巴和京东,在自然语言处理、计算机视觉、智能驾驶三大领域,百度的产业新闻热度明显高于其他公司。可见,百度目前是全面布局,而阿里和腾讯则是各有侧重。

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创业公司专业性强。中国不乏优秀的人工智能创业公司,大部分专业性较强,专注于某一细分领域的技术和应用研究,其中,计算机视觉领域集中了大批的优秀创业公司。但是,各应用场景之间的人工智能技术相关度存在一定的差异。目前,我国人工智能初创企业中,有高达 42% 的企业应用计算机视觉相关技术,其次是语音和自然语言处理,两者占比总和 43%,与计算机视觉占比相当。

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(三)人工智能产业链目前重在技术层

未来将向“人工智能+”与基础层布局

人工智能产业链中,基础层是构建生态的基础,价值最高,需要长期投入进行战略布局;通用技术层是构建技术护城河的基础,需要中长期进行布局;解决方案层直戳行业痛点,变现能力最强。

人工智能+成为未来发展大趋势。在移动互联网时代,“互联网+”的出现给经济发展带来了重大影响,随着专用人工智能的发展,作为一个庞大的高新技术合集,“人工智能+”作为一直新经济业态已经开始萌芽,越来越多的行业开始拥抱人工智能,用“人工智能+”助力技术和产业的进一步发展。

商业模式以 B 端业务为主。大部分公司的业务主要以 B 端解决方案和服务为主。一方面,B 端业务注重与行业客户的互动合作,更有利于人工智能技术和产品的落地;另一方面,行业客户对于生产效率的提高有强烈的需求,而C 端产品需求仍需挖掘。不过,大公司的 C  端产品布局依然是相对活跃的。

(四)智能驾驶、大数据及数据服务和

人工智能+领域是国内热点投资领域

从国内投融资来看,近三年内人工智能领域主要集中在智能驾驶、大数据及数据服务和人工智能+领域。从获投企业数量来看,计算机视觉、自然语言处理领域的企业占据多数。但从获投金额来看,自动驾驶/辅助驾驶是投资金额最高的细分领域,并且大额投资众多。此外,虽然计算机视觉类的创业公司多于自然语言处理,但是投资金额两者却截然相反。

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