AI PC主机及芯片市场规模预测

2023 四季度，各大芯片厂商相继推出带 NPU 的算力处理器。

1.AI PC 主机市场规模预测

PC 周期复苏+AI PC 催生市场新需求，未来 2-3 年有望迎来新一轮 PC 换机周期。根据 IDC 数据，21Q4-22Q4 全球 PC 出货量呈现下降态势，23Q1 跌至低点仅为 5690 万台； 23Q2-23Q3 同比降幅在收窄，出货量呈现环比回升态势。23Q4 全球 PC 出货量 6710 万台， 同比基本持平，从趋势看在逐季向好。 从 AI 赋能来看，个人电脑中 AI 功能的增加和创新将催生市场新需求。新供给创造新需 求，AI PC 通过集成更强的硬件配置以及新的 Windows 操作系统，个人电脑将配备更多高 效的 AI 功能，叠加其他 AI 工具在商业和生产力软件的广泛应用，AI PC 市场有望迎来快速 增长。

从操作系统升级时间来看，未来 Windows 10 停更将成为 PC 换机潮的重要推力。根据 微软官网披露信息，Windows 10 将于 2025 年 10 月 14 日停更，届时 Windows 10 所有版 本将全部终止支持。而更高级别的 Windows 11 系统对电脑有更高硬件配置的要求，意味着 仅支持 Windows 10 或更低系统配置的旧式个人电脑将难以适用。 从系统市场份额来看，当前 Windows 10 的近七成市场份额代表着未来广阔的换机空间。 根据 statcounter 数据，截至 2023 年 12 月，Windows 10 的市场份额为 67.4%，Windows 11 市场份额为 26.5%。在 Windows 10 停更的背景下，PC 有较大的换机空间。

我们从量价角度来分析 AI PC 市场的空间。从渗透率和历史出货趋势来看，2009 年后 PC 逐步进入存量市场，其销售呈现周期特征，2019-2023 年出货量在 2.54-3.5 亿台之间波 动。对于搭载大模型的 AI PC 未来的出货，我们假设如下： 1）2024~2030 年全球 PC 整体出货 CAGR 为 2.5%-3%； 2）参考智能手机历史渗透率走势（2007-2011 年五年渗透率近 30%），考虑到生成式 AI 的迅猛发展、以及 Windows 操作系统的更新等，AI PC 或有更快的渗透速度，2024-2028 年五年渗透率或达到 40%； 3）增加基于 AI PC 渗透率变化的敏感性分析。 基于以上假设，我们预计搭载了大模型的 AI PC 到 2027 年出货量 9000 万台左右（渗 透率 30%），到 2030 年出货量超过 1.8 亿台（渗透率 60%）。

价格方面，参考 IDC 对消费级市场、中小企业市场和大型企业市场 AI PC 平均单价的 预测，预计 AI PC 的平均价格区间 800-1000 美元。我们预计搭载了大模型的 AI PC 到 2027 年市场规模 800 亿美元左右（渗透率 30%，ASP 超 900 美元），到 2030 年市场规模 1800 亿美元左右（渗透率 60%，ASP 达到 1000 美元左右）。

2. AI PC 芯片市场规模预测

主处理器、存储和屏幕是传统 PC 的成本三大件，由于 AI PC 有本地运行大模型的要求， 主芯片（即算力）和存储将是其主要的升级方向。 传统 PC 在主芯片架构上以“CPU+GPU”的方式为主流方案。作为设备、边缘计算和 云技术的混合体，AI PC 将不仅具有强大的计算能力和先进的 AI 技术，还带来了创新的交互 方式和视觉体验，满足新的生成式 AI 工作负载需求，同时还可为用户提供量身定制的体验。 在芯片架构设计上，AI PC 最重要的是嵌入了 AI 芯片，形成“CPU+GPU+NPU”的异 构方案。通过嵌入 NPU 的算力性能，提升终端 AI 能力，并更好地提升性能、控制功耗；为 了适配 AI 应用和越来越强的 NPU 算力，CPU 和 GPU 的性能也会有相应提升。在 AI 深度 学习应用中三者有不同分工，训练阶段会使用 CPU 或 GPU 执行通用计算任务，而推理阶段 或利用专门的 NPU 来提高效率。

2023 四季度，各大芯片厂商相继推出带 NPU 的算力处理器。英特尔于 2023 年 12 月 14 日发布代号为 Meteor Lake 的酷睿 Ultra 处理器，这是英特尔首款配备集成式的神经网络 加速单元（NPU）的酷睿处理器，用于在 PC 上带来高能效的 AI 加速和本地推理体验。Meteor Lake 首次采用 3D Foveros 封装技术的客户端芯粒设计，采用 Intel 4 制程，集成 Intel 锐炫 显卡，带来了独立显卡级别的性能。AMD 于 12 月 6 日的 Advancing AI 发布会上发布了锐龙 8040 系列移动处理器。锐龙 8040 系列基于 Zen4 CPU 架构、RDNA3 GPU 架构、XDNA NPU 架构，通过进一步提升各部分的频率和效率，带来更好的 AI 性能。高通于 10 月的骁 龙峰会上推出用于 PC 端的骁龙 X Elite 芯片，可支持在终端运行 130 亿参数的大模型。

代号为 Meteor Lake 的酷睿 Ultra 系列处理器前期主打移动端的笔电办公。根据英特尔 的官方指导价，Core Ultra 7 平均价格为 480 美元，相比英特尔最新的第 14 代 Core i7 处理 器，其价格提升了 21.8%；Core Ultra 5 平均价格为 356 美元，相比英特尔最新的第 14 代 Core i5 处理器，其价格提升了 36.9%。 参考英特尔 Core Ultra 处理器价格，对于搭载大模型的 AI PC 算力芯片市场，我们假设 如下： 1）高端机型算力 ASP 参考 Core Ultra 7 的均价，中端机型算力 ASP 参考 Core Ultra 5 的均价，并考虑到竞品主打性价比的策略，AI PC 高端机算力芯片 ASP 为 450 美元，中端 机算力芯片 ASP 为 320 美元； 2）AI PC 推广前期以高端市场为主，后期逐步向中低端市场渗透，带来相应的算力芯 片高中低端比例的变化； 3）增加基于 AI PC 渗透率变化的敏感性分析。 基于以上假设，我们预计搭载了大模型的 AI PC 算力芯片在 AI PC 渗透率达到 30%时 市场规模超过 340 亿美元，在 AI PC 渗透率达到 60%时市场规模超过 670 亿美元。

在计算性能大幅提升的同时，存储特别是内存也将拓展至更大的容量，以满足大算力缓 存的需求。根据存储大厂美光科技的数据，预计每台 AI PC 的 DRAM 容量或增长 4-8GB， 平均 SSD 容量也会增加。联想最新搭载英特尔 Core Ultra 7 处理器的 ThinkPad X1 Carbon 2023，其主力配置也达到 32GB 内存+1T/2T SSD，相比上一代增加了 16GB 的内存和 512-1024GB 的 SSD。 对于 AI PC 存储的增量市场，我们假设如下： 1）参照 DRAM 和 SSD的价格走势和价格区间，对新增 4G/8G/16GB 内存和 512GB SSD 做了价格敏感性分析； 2）基于 AI PC 渗透率变化做了相关敏感性分析。 基于以上假设，我们预计 AI PC 内存的新增市场规模有望超过 70 亿美元（渗透率 60%， ASP 为 40 美元），AI PC 存储的新增市场规模有望超过 70 亿美元（渗透率 60%，ASP 为 40 美元）。