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1、人人工工智智能能產產業業研研究究報報告告(上上)關鍵詞:AI 深度學習 市場規模2022.4.20廣聞廣識1guangwen.online目錄一、 人工智能產業概覽. 3(一) 人工智能概念定義. 4(二) 人工智能發展階段. 4(三) 人工智能發展的關鍵要素.5二、人工智能市場現狀與發展概述.5(一)人工智能市場規模. 5(二)人工智能投融資情況. 5(三)人工智能專利技術情況.7(四)人工智能競爭格局. 9(五)人工智能產業鏈圖譜.1101、產業鏈上游解析.122、產業鏈中游解析.1433、產業鏈下游解析.144三、全球人工智能政策及規劃.17(一)全球重要國家戰略規劃.172guangw
2、en.online(二)我國相關政策文件.19四、人工智能重要進展與未來發展趨勢.21(一)近年來的技術突破.21(二)人工智能發展趨勢.22五、參考文獻. 22六、廣聞廣識公司簡介.253guangwen.online一、人工智能產業概覽(一)人工智能概念定義人工智能的概念最早是由當時麻省理工學院的約翰麥卡錫在 1956 年的達特茅斯會議上提出的,即人工智能就是要讓機器的行為看起來像是人所表現出的智能行為一樣。另一個定義指人工智能是人造機器所表現出來的智能??傮w來講,當前對人工智能的定義大多可劃分為以下四類:圖表 1-1 人工智能定義的四大分類人工智能(Artificial Intellig
3、ence)是指由機器展示的智能,與自然生物展示的自然智能(Natural Intelligence)形成對比,是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法,技術及應用系統的一門新的技術科學,即計算機基于大數4guangwen.online據模擬人腦的各項功能,例如推理、視覺識別、語義理解、學習能力及規劃與決策能力等,最終達到使用機器代替人類實現認知、識別、分析、決策等功能的目的。(二)人工智能發展階段1956 年的達特茅斯會議被認為是人工智能(AI)誕生的標志性事件。會上正式確立了人工智能的概念,掀開了人工智能各個研究方向波瀾壯闊的歷史畫卷。 2016 年, AlphaGo 擊敗韓國九
4、段圍棋選手李世石, AI 徹底走入大眾的視野。以此為標志,在人類失守了圍棋這一被視為最后智力堡壘的棋類游戲,人工智能開始逐步升溫,成為政府、產業界、科研機構以及消費市場競相追逐的對象。在這 60 年間,人工智能的發展并非一帆風順,受到算法、算力不足等影響,人工智能幾經起落,呈螺旋式前進態勢。圖表 1-2 人工智能的發展歷程(三)人工智能發展的關鍵要素5guangwen.online人工智能的基礎理論雖由來已久,但近年來新一代人工智能快速發展并逐步落地于產業應用則得益于數據爆發式增長、算力提升、機器學習算法的進步。除此之外,持續不斷的投融資及來自政府的大力支持也功不可沒。二、人工智能市場現狀與發
5、展概述(一)人工智能市場規模近年來,受益于下游需求增長與上游技術進步,全球人工智能市場蓬勃發展。2020 年全球市場規模已經增至 2335 億美元。其中,中國市場規模已達 1606.9 億元,2017-2020 年復合增長率超過全球平均水平,預計 2021 年中國人工智能市場規模將有望超過 2000 億元。圖表 2-1 全球及中國人工智能的市場規模(二)人工智能投融資情況6guangwen.online根據 2021 年斯坦福大學發布的2021 年人工智能指數報告,2018 年開始全球 Al 公司的融資持續向龍頭初創公司聚集, 2018 年開始每年新成立的公司數量持續下降,但是 Al 融資金額
6、依舊保持上升趨勢。圖表 2-2 中國人工智能的企業融資情況從目前趨勢來看,Al 行業經過三年的預期消化,已不再是被追逐的熱點賽道。打造合理的商業模式,盡快實現 AI 產業化落地成為企業下一步考慮的重點內容。7guangwen.online圖表 2-3 中國人工智能企業的上市情況(三)人工智能專利技術情況全球人工智能專利申請呈逐年上升趨勢, 但增速持續降低, 近兩年專利申請數量基本持平。8guangwen.online圖表 2-4 全球人工智能專利與授權情況截至 2021 年上半年我國人工智能專利技術占比已超過 65%, 遠超美、 日韓等其他國家,處于絕對領先地位。圖表 2-5全球人工智能專利來
7、源國分布情況從技術構成來看,目前“用于閱讀或識別印刷或書寫字符或者用于識別圖形.”的專利申請數量最多,為 34450 項,占總申請量的 20.88%。9guangwen.online圖表 2-6全球人工智能技術構成情況在專利類型方面, 目前全球有 18.12 萬項人工智能專利為發明專利, 占全球人工智能專利申請數量最多,為 93.15%。除此之外,語音識別、機器學習模型等為當前全球人工智能領域最熱門技術。10guangwen.online圖表 2-7全球人工智能專利類型占比情況(四)人工智能競爭格局美國是人工智能核心發源地之一, 在技術上擁有全球領先地位, 而中國是人工智能應用場景第一強國,
8、中美成為全球人工智能發展的第一梯隊。 其它國家人工智能發展正在快速跟進,其中歐盟、俄羅斯、德國、日本等發達國家則為第二梯隊的主力軍,不同國家的發展側重也都稍有不同。11guangwen.online圖表 2-8全球人工智能行業梯隊說明(五)人工智能產業鏈圖譜從產業鏈來看,人工智能產業可分為基礎層、技術層和應用層三層??萍季揞^一般擁有全棧技術能力,以亞馬遜、微軟為代表的云計算廠商,谷歌、百度為代表的 AI 技術顯著的互聯網企業,以及英偉達為代表的 AI 芯片巨頭,都在人工智能的基礎層與技術層有所布局。 而類似于科大訊飛、 商湯科技則憑借自身單點技術的先發優勢積極開展平臺建設。受人工智能技術應用的
9、鏈條長、 短期獲益難度大等因素影響, 一些早期的技術型企業也紛紛將重心轉移到等垂直領域的軟硬件解決方案當中。眾多人工智能各類企業“從謀求單點技術的極致,向場景化綜合生態發展”,這無疑推進了 AI 技術與商業應用場景的落地與融合。12guangwen.online1、產業鏈上游解析圖表 2-9人工智能圖譜上游:基礎層基礎層提供數據資源、 硬件設施以及計算力平臺等一系列基本支持。 具體來看,基礎層包括人工智能芯片、傳感器、大數據及云計算等,其中大數據與智能傳感器的主要任務是數據采集,AI 芯片與云計算則負責數據分析與運算,技術門檻較高,生態搭建已基本成型。目前,浪潮、戴爾、HPE 分列全球人工智能
10、基礎設施市場份額前三,其中浪潮以 16.4%的市場占有率成為全球人工智能基礎設施的龍頭玩家。13guangwen.online圖表 2-10人工智能圖譜基礎層詳解通用計算芯片 CPU、 GPU 全球市場基本被 Intel、 Nvidia 等美國芯片廠商壟斷,技術與專利壁壘較高,卡脖子現象嚴重。華為麒麟、巴龍、昇騰及鯤鵬四大芯片有望突破此壁壘。未來幾年,全球各大芯片企業、互聯網巨頭、初創企業都將成為該市場的主要玩家。 計算力指數國家排名中美國列國家計算力指數排名第一, 坐擁全球最多超大規模數據中心,這是美國算力的基礎保障。中國列第二,AI 算力領跑全球。日本、德國、英國分別位列第三至第五名。 計
11、算平臺方面,全球市場被亞馬遜、谷歌、阿里、騰訊、華為等公司基本壟斷,但小公司的計算平臺憑借價格優勢仍有生存空間。14guangwen.online2、產業鏈中游解析圖表 2-11人工智能圖譜中游:技術層技術層是 AI 產業發展的核心,包括通用技術、AI 技術框架以及算法模型等。這一層級依托于海量數據的挖掘處理與機器學習建模,來進行各種應用技術的開發,從而解決實踐中的具體類別問題。計算機視覺、自然語言處理、語音識別、機器學習、深度學習、知識圖譜為這一層級的代表性技術。 優勢企業如谷歌、亞馬遜、Facebook 加快部署機器學習、深度學習底層平臺,建立產業事實標準。15guangwen.onlin
12、e圖表 2-12人工智能圖譜技術層詳解目前業內已有近 40 個各類 AI 學習框架,生態競爭異常激烈,全球公司先后推出用于深度學習模型訓練的開源框架,包括 Caffe、Theano、Torch、MXNet、TensorFlow 等,極大降低了人工智能技術在實踐中的入門門檻,中國的百度飛槳(PaddlePaddle),清華大學的計圖(Jittor)和華為推出的 MindSpore 也先后問世。除了谷歌、阿里、百度、騰訊等科技巨頭在紛紛布局外,如商湯、曠視、科大訊飛等公司也加入了技術層深耕行列。3、產業鏈下游解析圖表 2-13 人工智能圖譜下游:應用層應用層是人工智能技術在各不同場景下的商業化應用
13、。 人工智能已在金融、 教育、交通、醫療、家居、營銷等多垂直領域取得較大發展;與此同時,智能終端、模型預測控制、推薦系統、定位與地圖構建等服務層面及自動駕駛汽車、無人機、智能機器人、智能語音助手等人工智能產品發展迅速。16guangwen.online圖表 2-14 全球人工智能企業產品領域分布受人工智能技術應用的鏈條長、 短期獲益難度大等因素影響, 一些早期的技術型企業也紛紛將重心轉移到等垂直領域的軟硬件解決方案當中。眾多人工智能各類企業“從謀求單點技術的極致,向場景化綜合生態發展”,這無疑推進了 AI 技術與商業應用場景的落地與融合。國外應用企業以蘋果、IBM 等為代表,而中國企業在應用層
14、發展最為活躍,除華為、小米、阿里巴巴等大型企業外,眾多中小型企業也紛紛加入應用層的競爭行列當中。17guangwen.online圖表 2-15 人工智能圖譜應用層詳解三、全球人工智能政策及規劃(一)全球重要國家戰略規劃自 2016 年至今,已有 40 多個國家和地區出臺了人工智能相關的戰略政策與產業規劃文件。全球人工智能進入戰略布局加快、產業應用加速發展落地階段。以美國、 德國、 法國為代表的歐美國家計劃斥巨資在人工智能領域進行戰略性布局。 此外, 美國政府意識到了人工智能在推動社會經濟發展與維護國家安全方面的重要地位,開始嘗試逐步將其接入軍事化應用中。18guangwen.online19
15、guangwen.online圖表 3-1 全球人工智能按國家政策匯總(二)我國相關政策文件自 2015 年以來,我國也相繼出臺多項政策規定,相關政策以規劃、鼓勵與建設為傾向,政策紅利持續釋放,體現了國家對于推進人工智能發展的決心。以新一代人工智能為代表的科技和產業革命孕育興起, 數字化、 網絡化與智能化的信息基礎設施加速構建,成為推進社會經濟高質量發展與國內外雙循環發展的重要驅動因素。在 2020 年 10 月, 中國十九屆五中全會上定調“十四五”規劃, 將人工智能納入重點發展產業當中,并提出“把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐”,重點是解決國家人工智能等產業中的“卡脖子”工程,誓實現科技
16、自立自強。同時,中國政府提出了人工智能技術標準、產業規劃、安全和倫理等方面的要求,明確指出要把握新一代人工智能發展特點, 促進人工智能和實體經濟深度融合。 相關政策均是以規劃、鼓勵與建設為主要方向,持續釋放政策紅利,也體現了國家對于推進人工智能發展的決心。20guangwen.online圖表 3-2 中國人工智能政策匯總各地也緊跟國家導向紛紛出臺相關政策,截至目前,20 多個省(自治區、直轄市)相繼出臺了人工智能專項規劃 60 余項。西安、廣州、三亞、大連、杭州、上海等多個城市均已開展以人工智能為特色的產業園區建設,吸引人工智能相關企業入駐。21guangwen.online圖表 3-3 中
17、國人工智能企業地域分布情況近年來,我國各地新建 AI 產業園區近百個,在經濟較發達的長三角、珠三角、京津冀地區已形成了代表性 AI 產業集群, 其中長三角產業集群聚焦產業創新技術、人工智能引入和領域結合應用;珠三角產業集群則重點發展基礎核心技術和培訓優質企業;京津冀產業集群則積極將產業發展與自身優勢相結合。四、人工智能重要進展與未來發展趨勢(一)近年來的技術突破在 2020 年疫情沖擊下,人工智能領域“激流勇進”,涌現出諸多技術進展:從OpenAI 發布 GPT-3,到 AlphaFold2 破解蛋白質結構預測難題,人工智能相繼在22guangwen.online各子領域取得重要技術突破與科研
18、進展。隨著人工智能技術的不斷創新與突破完善,人工智能將幫助人類應對后疫情時代的各種不確定性,從而創造更多價值。圖表 4-1 人工智能技術發展情況(二)人工智能發展趨勢近年來, 人工智能技術迅速普及與應用, 譬如語音合成、 語音識別、 圖像識別、多語種語音處理、機器視覺等與人類“聽、說、看”等感知智能技術已經走進人們的日常生活, 而隨著社會的智能化水平及要求提高, 探索如何建設“能理解”、 “會思考”甚至“有感情”的人工智能也成為研究的重點。計算機已經能進行簡單的知識推理和認知, 融合知識圖譜的自然語言處理技術初步打開了認知智能的大門, 近年相繼出現的 AI 智能寫作,繪畫、音樂、編程等無不讓人
19、感嘆人工智能的發展,但實際上以上人工智能的創造本質仍是自動化“創作”,所有的行為仍在人類預先設定的框架與規則之下, 遠未到智能的程度。 未來人工智能發展不僅需要基本技術及其他人類相關科學的重大突破,更需在人工智能相關倫理與安全標準體系構建之下逐步推進。23guangwen.online圖表 4-2 人工智能技術研究趨勢五、參考文獻1 【中國互聯網協會】中國互聯網發展報告(2021)2 【億歐智庫】人工智能行業:2021 中國 AI 商業落地市場研究報告3 【浙江省發展規劃研究院】2021 年浙江省人工智能產業發展報告4【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 2 月)24guangwen
20、.online5【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 3 月)6【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 4 月)7【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 5 月)8【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 6 月)9【智譜人工智能】人工智能發展月報(2021 年 7 月)10【深圳人工智能行業協會】2021 人工智能發展白皮書11【斯坦福 HAI】人工智能指數 2021 年度報告12【中國通信院】2020 年全球人工智能產業地圖13【中國信通院】人工智能白皮書(2022 年)14【浪潮信息&IDC】2020 全球計算力指數評估報告15【國際數據公司(IDC)】2020H1 全球人工智能市場半年度追蹤報告16【前瞻產業研究院】中國云計算產業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告17【前瞻產業研究院】中國人工智能行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告18【上海人工智能協會&商湯】AI 加速鍵:上海人工智能創新發展探索與實踐案例集19【國盛證券】2021 世界人工智能大會來臨,產業有什么看點20【億歐智庫】WIA2020 | 全球人工智能科技創新 TOP50