人工智能行业市场前景及投资研究报告：AI PC苹果端侧AI腾飞

苹果引领端侧AI腾飞AI

PC系列之62024.6.20核心要点：苹果引领端侧AI腾飞◼

自研算力芯片，AI促进用户换机。Apple自研A系列芯片算力领先，A系列芯片自2017年A11起内置0.6

TOPS

NPU，2023年A17

Pro芯片算力达

35

TOPS，iPhone芯片技术逐步自研。AI重新定义智能手机，2023年８月以来，国内外智能手机品牌纷纷接入或拥抱大模型：OPPO的AndesGPT，vivo的蓝心大模型，小米的MiLM，三星Galaxy

AI。第三方合作方面，三星拥抱谷歌Gemini，苹果接入GPT-4o。◼

高

端智

能机的

新策

略：

GenAI

手机

。自

2024年

起，

新一

代生成

式

AI手

机将

大幅增

长

。

据Counterpoint预计2027年达到5.22亿部，占据40%的市场份额。Apple

Intelligence将强化苹果生态粘性，A17

Pro芯片机型到24H1末渗透率预计仅10%，Apple

Intelligence将促进iPhone存量用户换机。◼

软硬结合，苹果LLM引领端侧AI腾飞。硬件侧：发布M4芯片布局AIPC，苹果M4芯片280亿晶体管，台积电3nm工艺，增强渲染及AI能力，算力达38TOPS；M4采用ARM

v9架构，芯片微架构加宽。对比M4与此前产品：从5nm到3nm，NPU算力大幅提升，通过大幅提升功耗预算，提升处理器极限性能。40+TOPS算力时代，预计AIPC端苹果将持续推升算力及性能。Apple

Intelligence

背后的模型主要分成三层：本地模型、私有云计算、第三方

LLM。苹果正自研服务器AI芯片，致力于提升云端能力以及适配其大模型能力。苹果LLM端侧评分与其他主流开源大模型相比显著胜出，端侧3B或将在Iphone

15

Pro及后续版本落地，响应速度0.6s首个Token。苹果LLM服务器侧准确度以及整体评分方面超越GPT

3.5，与GPT-4-Turbo相近。◼

关注苹果产业链核心标的：芯片：台积电、安靠、日月光、长电科技；结构件：蓝思科技、领益智造；SLP、FPC：鹏鼎控股、东山精密；模组及Airpods整机：立讯精密；电池：联赢激光、珠海冠宇；包装：裕同科技。◼

风险提示：产业技术研发进展不及预期；消费电子复苏程度不及预期；VR/AR等新型终端创新和渗透提升不及预期等。2主要内容1.

自研算力芯片，AI促进用户换机2.

软硬结合，苹果LLM引领端侧AI腾飞3.

核心标的4.

风险提示3Apple自研A系列芯片算力领先◼◼A系列芯片自2017年A11起内置0.6

TOPS

NPU，2023年A17

Pro芯片算力达

35TOPS。iPhone芯片技术逐步自研：•••GPU

IP技术：Imagination与苹果从第一代iPhone处理器就开始合作。苹果2018年推出的iPhone

X

和

iPhone

8

手机用上宣称自研GPU产品，搭载在A11芯片中。2020年，Imagination

终于与苹果达成协议，由苹果支付专利授权费用以使用其GPU技术。基频芯片：从2011年iPhone

4s

开始，高通成为苹果基频芯片的独家供应商。2016年iPhone

7开始，在特定地区的机种采用英特尔的4G基频芯片。2018年iPhone全都使用英特尔的4G基频芯片，2019年苹果以10亿美元收购英特尔的基频芯片事业部门。人脸识别技术：收购以色列PrimeSense。表：苹果A系列芯片参数A11A12Sep-18iPhone

XS7nmA13Sep-19iPhone

117nmA14Sep-20iPhone

125nmA15A16A17

Pro发布时间手机Sep-17iPhone

X10nmSep-21Sep-22Sep-23iPhone

13

iPhone

14

iPhone

15

P/PM制程5nm4nm3nm晶体管数量43亿69亿85亿118

亿150

亿160亿190亿CPU6核,2+4@2.4Ghz

6核2+4@2.5Ghz

6核,2+4@2.66Ghz

6核,2+4@3.0Ghz

6核2+46核2+46核2+4GPUNPUAPPLEGEN13核

APPLEGEN24核

APPLEGEN34核

APPLEGEN44核5核5核6核16核2核8核8核16核16核16核每秒算力0.6TOPS5TOPS5.5TOPS11TOPS15.8TOPS

17TOPS35TOPS资料：Apple官网，申万宏源研究4AI重新定义智能手机◼◼生成式AI终端的渗透，演绎了新一版本的“安迪-比尔”定律。在ICT中，“AI应用-终端-芯片-通讯”之间存在轮动迭代关系。端侧AI在PC、手机先行，可穿戴、智能家居的端侧AI也紧随其后。2023年８月以来，国内外智能手机品牌纷纷接入或拥抱大模型：OPPO的AndesGPT，vivo的蓝心大模型，小米的MiLM，三星Galaxy

AI。第三方合作方面，三星拥抱谷歌Gemini，苹果接入GPT-4o。表：大模型已成为智能手机高端化突破点厂商三星AI手机型号发布时间AI大模型AI能力特色实时翻译（用户通话时实时翻译，支持多达13种语言）；即圈即搜；增强Super

HDR和生成式编辑；笔记助手等。GalaxyS242024年1月三星高斯+谷歌GeminiAIGC照片编辑工具：MagicEditor。AI驱动的音频消噪功能：AudioMagicEraser。可以操作谷歌全家桶的AI个人助理：Assistant

withBard海外谷歌苹果Pixel

8系列2023/10/4GeminiNano/Pro/UltraAppleIntelligenceiPhone15P&PM2024/6/10（AI发布）注重打造“直觉式AI”，输入法自动更正、个人语音、拍照人像模式、第三方app中的图片降噪/超分等接入盘古大模型鸿蒙OS4.0版本中，大模型版小艺开启众测。AI云增强，Mate60系列2023/8/292024/1/10盘古大模型3.0利用亿级参数大模型处理照片荣耀“任意门”；灵动胶囊MagicCapsule，基于眼神跟踪的多模态交互技术。荣耀小米Magic6魔法大模型支持本地AI大模型，实现AI妙画、AI搜图、AI写真、AI扩图等功能。XiaomiHyperMind思考中枢，充分调动设备的感知能力，为用户带来主动服务。与WPS达成深度合作，在小米14上可以使用WPSAI。小米14系列OPPOFind

X7VIVOX1002023/10/26

MiLM轻量级大模型国内2023/11/16（AI发布）oppoVIVO安第斯大模型（AndesGPT）小布助手、AI画师、小布照相馆、小布连麦等100+功能。2024/01/08(终端发布)定位文本生成助理+知识获取入口；VIVOX100落地终端侧70亿参数大语言模型，首发智慧助理“蓝心小V”，提供超能语义搜索、超能问答、超能写作、超能创图和超感智慧交互五大新奇体验。2023/11/13

蓝心大模型资料：《中国电子报》，The

Information

，36Kr，钛媒体，申万宏源研究5高端智能机的新策略：GenAI手机◼◼自2024年起，新一代生成式AI手机将大幅增长。据Counterpoint预计2027年达到5.22亿部，占据40%的市场份额。根据Counterpoint咨询数据，2024Q1全球AI手机渗透率从上季1.3%提升到6%；机型数量从16款提升至30款。•2024Q1三星Galaxy

S24系列合计拿下了58.4%的市场份额：三星Galaxy

S24

Ultra以30.1%的份额排名第一，三星Galaxy

S24（16.8%）和三星Galaxy

S24

Plus（11.5%）。图：2024-2027年全球AI智能手机出货量CAGR将达65%图：2024Q1，Top

10畅销的GenAI手机资料：Counterpoint，申万宏源研究资料：Counterpoint，申万宏源研究6Apple

Intelligence将强化苹果生态粘性◼苹果WWDC

2024重磅推出

Apple

Intelligence，同时发布了新一代操作系统，iOS

18、iPad

OS

18、macOS

15、watch

OS

11、visionOS

2。•Apple

Intelligence是基于Apple芯片的超强算力，使苹果终端理解文字与图片，简化跨APP间的交互。根据个人情境，即Apple

Intelligence

不仅深刻了解背景信息，同时参考屏幕内容，来帮助用户快速做对最重要的事情。•“Only

Apple

CanDo”：使用苹果芯片服务器和私有云计算等架构设计，保障数据隐私。图：Apple

Intelligence

功能一张图总结资料：苹果官网，申万宏源研究7Apple

Intelligence如何促进换机潮◼◼Tim

Cook于2024第一财季宣布，苹果拥有超22亿台活跃设备。•Apple

Intelligence仅支持

iPhone

15

Pro

,

iPhone

15

Pro

Max

,

使用M1及以后芯片的iPad

and

Mac。使用Siri及设备语言为U.S.

English。Apple

Intelligence将促进iPhone存量用户换机：••据数据：2020年iPhone全球活跃用户突破10亿，2022年已有13.34亿活跃用户。iPhone

15

Pro和15

Pro

Max都是苹果2023年9月发布的高端手机，截至24Q1合计出货量68.98百万只。图：全球iPhone用户13.34亿（单位：百万）表：iPhone

15Pro&ProMax出货量20232024Q1出货量kk

占比11.773.88iPhone

UsersWorldwide（million）出货量kk23.248.52占比10%4%2022202120202019201820172016201520142013201220112010200920081334iPhone15iPhone15PlusiPhone15Pro22%7%20%25%100%1231104221.609%10%100%10.6813.0652.59948888iPhone15ProMax

23.64iPhone出货量

234.27814710资料：IDC咨询，申万宏源研究569442图：Apple

Intelligence支持的系统32940020611520060251006008001000120014001600资料：申万宏源研究资料：苹果WWDC

2024，申万宏源研究8主要内容1.

自研算力芯片，AI促进用户换机2.

软硬结合，苹果LLM引领端侧AI腾飞3.

核心标的4.

风险提示9硬件侧：发布M4芯片布局AIPC，提升算力及渲染能力◼◼苹果M4芯片280亿晶体管，台积电3nm工艺。24年5月7日，苹果发布M4芯片，M4

的晶体管数量为

280

亿个，由台积电第二代

3

纳米工艺制成。芯片具有10个内核，由4个性能核和6个效率核构成。新款内核中具有分支预测功能，能让前一种内核采用带宽更高的解码和执行引擎，后一种内核采用更深层次的执行引擎。增强渲染及AI能力，算力达38TOPS。M4拥有全新GPU，硬件加速光追及网格着色，提升芯片渲染能力。运算速度38万亿次，算力38

TOPS，速度要比

A11Bionic（苹果于

2017

年自主研发的芯片）推出的第一个神经引擎高出

60

倍。图：苹果M4芯片参数图：全新十核架构资料：苹果官网，申万宏源研究资料：苹果官网、极客湾，申万宏源研究硬件侧：M4采用ARM

v9架构，芯片微架构加宽◼◼◼◼◼M4芯片主要架构调整体现在：1）更高频率更大内存带宽。M4采用LPDDR5-7500内存，可用于提升内存带宽，降低延迟，提升AI应用响应速度2）解码单元进一步加宽。从此前A14-16的8宽，提升到M4的10宽，每个时钟周期可以解码十条指令。3）大幅提升缓冲区及调度队列。内核并行度提升，处理器后端利用效率提升，指令吞吐量提升。4）引入SME单元（可扩展矩阵），即ARM

v9架构。苹果M4引入ARM

v9架构，相较M2

单核性能提升48%，多核性能提升52%。图：增加SME单元，大小核吞吐量提升图：苹果M4芯片与M3、M2微架构对比资料：苹果官网，极客湾，申万宏源研究资料：苹果官网，极客湾，申万宏源研究硬件侧：40+TOPS算力时代，预计极限性能持续提升◼◼对比M4与此前产品：从5nm到3nm，NPU算力大幅提升，通过大幅提升功耗预算，提升处理器极限性能。40+TOPS算力时代，预计AIPC端苹果将持续推升算力及性能。微软Copilot+

PC实现40+TOPS

AI算力，高通、AMD、英特尔流星湖等处理器均达到了45TOPS以上算力。24年6月

CompteX大会定义AIPC端侧算力需求至40TOPS以上。苹果M4芯片虽然算力仅在38TOPS，但作为应用于iPad终端芯片，其性能已大幅超越手机芯片。预计针对笔电MAC端，苹果将延续M4堆叠算力、提升性能的路径，加强AI及图形能力。图：苹果M4芯片与其他厂商芯片算力对比表:Apple

M4与M3、M2对比（单位：TOPS）M4M3M2性能核数量效能核数量图形处理器显示控制器4核4核4核（16MB

共享L2）6核4核4核（4MB

共享L2）10核

3.6

TFLOPS2与10核M3相同架构10核架构-网络着色器和光线追踪AMDRyzen8040AMD3rdGen

RyzenAI高通骁龙X

Elite1622NPUNPU算力16核38

TOPSLPDDR5X-77008X

16位通道120

GB/s总带宽16核18

TOPSLPDDR5X-64008X

16位

CH100

GB/s总带宽16核15.8

TOPSLPDDR5X-64008X

16位CH100

GB/s总带宽50内存控制器4545最大内存容量24GB24GB24GB英特尔

流星湖8KH.264、H.265、ProResProRes

RAW、AV1（解码）8K8K编码/解码H.264、H.265、ProResProRes

RAW、AV1（解码）H.264、H.265、ProResProRes

RAW苹果

M438晶体管工艺280亿台积电N3E250亿台积电N3B200亿台积电N5P0102030405060资料：苹果官网，申万宏源研究资料：AMD发布会，申万宏源研究大模型：三层大模型组成，自研模型仍是核心方向◼

Apple

Intelligence

背后的模型主要分成三层：•••本地模型：主要是经过微调的

3B

小模型，专用于摘要、润色等任务，经过适配器的加持后，能力不弱私有云计算：本地模型满足不了要求的，会传到云端运算。苹果确保端到端加密，保障用户数据的安全和隐私第三方

LLM：用于泛用的知识问答聊天，如

Siri

等应用接入了

GPT-4O等外部模型。◼

苹果正自研服务器AI芯片，致力于提升云端能力以及适配其大模型能力。核心来看，苹果发展自研模型仍是其核心发展方向，目前优先完成端侧小模型训练、优化，通过LoRa微调适配本地能力。图：苹果三层大模型图：苹果大模型推理、优化流程资料：苹果，硅谷101，申万宏源研究资料：苹果Machine

Learning，申万宏源研究大模型：端侧显著胜出，服务器侧与GPT4相近◼苹果大模型强在端侧，服务器侧对标GPT4••苹果LLM端侧：评分与其他主流开源大模型相比显著胜出，端侧3B或将在Iphone

15Pro及后续版本落地，响应速度0.6s首个Token。苹果LLM服务器侧：准确度以及整体评分方面超越GPT

3.5，与GPT-4-Turbo相近。图：苹果大模型端侧准确度评分与主流模型对比图：苹果大模型服务器准确度评分与主流模型对比DBRX-InstructGPT-3.5-TurboMixtral-8x22BAppleServerGPT-4-Turbo65.8%Gemma-2BGemma-7B40.5%74.8%79.4%85.0%85.4%10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%61.6%65.2%67.9%Mistral-7BPhi-3-miniApple大模型端侧78.7%0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%0%资料：苹果Machine

Learning，申万宏源研究资料：苹果Machine

Learning，申万宏源研究主要内容1.

自研算力芯片，AI促进用户换机2.

软硬结合，苹果LLM引领端侧AI腾