AI PC改变芯片业格局：从Wintel到Windows on Arm？

laodang @ 2024年05月09日财经风云

常嘉帅

大摩分析师认为，能够推出最"节能"芯片的公司可能是AI PC时代的赢家。

摩根士丹利分析师Charlie Chan等在最新报告中指出，看好Windows on Arm (WoA) AI PC的前景。分析师认为，基于Arm架构的AI个人电脑有望在未来几年获得更大市场份额，相关半导体股票成潜在受益者。

目前基于Arm的处理器（来自苹果和高通）在能源效率（以每瓦特性能衡量）方面已经开始赶上x86，这对未来AI PC的竞争至关重要。

对于WoA AI PC芯片出货量，分析师估计2024年约为200万台，2025年将增至1500万台，2026年进一步翻番至3000万台。假设英伟达和联发科在2028年占据WoA PC 50%的市场份额，出货量达到3300万台，2025年至2028年复合年增长率高达93%。

在WoA市场，高通目前扮演主导角色，但分析师预计，明年将有联发科、英伟达等厂商加入竞争。

未来几年WoA市场将迎来爆发式增长

报告认为，支持WoA AI PC发展的因素正在逐步成熟，未来几年这一市场有望出现爆发式增长。分析师预计，2025年人工智能PC将占笔记本电脑总出货量的30%，到2026年这一比例将升至50%。

根据IDC的数据，2023年，微软Windows操作系统在PC市场的市占率高达79%，其次是苹果macOS（11%）和谷歌Chrome OS（9%）。

分析师认为，随着AI大爆发，在即将到来的AI PC时代，"节能"将是电子设备最关键的卖点。分析师认为，能够在两方面都取得突破且具有一体化优势的公司，很将成为未来AI PC芯片赛道的赢家：

能够推出最"节能"芯片的公司可能是人工智能PC的赢家。在未来的边缘设备(无论是手机、笔记本电脑等)上运行AI应用程序(例如Copilot)将消耗更多的电力，而电池寿命过去一直是移动设备的关键限制。因此，我们预计WoA较低功耗的优势将是帮助其在2024年提高渗透率的因素之一。

Arm架构是一种RISC类型的指令集架构(ISA)，而英特尔x86 ISA是一种复杂指令集计算机(CISC)架构。RISC指令更少，功能更简单，因此解码逻辑更简单，晶体管也更少。虽然标准Arm核心的性能可能低于x86产品，但基于Arm的cpu在功耗方面表现出了显著的优势。

英特尔今天仍然占据笔记本电脑CPU市场72%的市场份额，并使用自己的架构生产其大部分CPU产品。在微软的Windows生态系统中，Arm的CPU占比很小。

自2016年以来，联发科一直是Chromebook的Arm CPU供应商。基于Arm的cpu以与Android应用程序的兼容性和较长的电池寿命而闻名，帮助Chromebook在教育市场获得更高份额。

从产业链来看，分析师指出台积电、联发科、英伟达等几家公司在WoA AI PC赛道中扮演重要角色:

台积电的3纳米先进制程技术以及CoWoS封装工艺，将助力基于Arm架构CPU与英特尔芯片一较高下。

作为经验最为丰富的Arm SoC设计公司，联发科预计将与英伟达合作，在2025年推出集CPU、GPU和AI加速器于一体的游戏AI PC芯片。

Arm相比Intel更有技术优势

分析师指出，近年来，Arm为智能手机推出了更先进的CPU内核。为了提高基于Arm的CPU的性能，下游公司已经开始开发定制的Arm内核CPU，比如苹果MacBook的M系列CPU。iPhone上的A系列芯片同样受益于Arm CPU内核，在一众厂商中性能领先。。

更加关键的是，Arm在智能手机上的领先优势正在拓展到PC领域，随着越来越多厂商希望将NPU或APU等专用于AI任务的计算单元集成到其设计中，Arm在功耗和边缘人工智能推理任务上的出色之处也愈发凸显。

摩根士丹利的分析显示，目前基于Arm的处理器(来自苹果和高通)在能源效率(以每瓦特性能衡量)方面已经开始赶上x86，这对未来AI PC的竞争至关重要。

此外，微软也在软件上对Arm提供了更大力度的支持，有利于厂商转移到Arm架构芯片：

Arm64EC可能是一个关键点。微软于2021年宣布的Arm64EC可以将基于x86的应用程序的代码转移到基于arm的代码。它类似于苹果的Rosetta 2，后者用于苹果Macbook从英特尔芯片过渡到Arm芯片。我们认为，2025年的Windows 12可能比当前的Windows 11更好地支持Arm架构，具有更好的虚拟化技术（emulation）或软件适配性。

AI PC成微软与苹果竞争的关键 2027年AI PC爆发会反映在Arm财报里

分析师指出，对微软而言，维护Windows操作系统在PC市场的主导地位，对于未来部署Copilot等AI服务至关重要。而苹果已经显示了在MacOS中使用基于Arm的芯片的优势。分析师认为，AI PC或许能为Windows on Arm创造一个新的切入点。

过去十年间，虽然Arm曾多次试图进入基于x86架构的PC CPU市场，但成效有限。虽然微软早在2011年就提出了WoA的想法，但由于难以与多芯片厂商集成软件，未能成功。预计在这一轮的AI热潮中，微软会在软件上加大对Arm设计的支持力度。

分析师还表示，随着Arm不断加强异构CPU设计能力，特别是新一代"Blackhawk"(黑鹰)高性能核心面世，Arm可以为AI等新兴领域玩家提供顶级硬件解决方案，尤其是大规模边缘人工智能推理领域：

现在被许可方有能力设计与GPU一致、为PC环境优化的CPU和NPU，并满足微软40倍性能提升的需求，以支持在边缘设备运行Copilot等AI应用。一开始Arm就处于独特位置，可为基于Windows的AI PC供应芯片。

在WoA市场，高通目前扮演主导角色，但分析师预计，明年将有联发科、英伟达等厂商加入竞争。与此同时，英特尔、AMD等传统PC芯片巨头也在加紧自家NPU(神经网络处理器)的开发步伐。

分析师还预计，鉴于AI PC刚刚起步，短期内在财务上对Arm的影响可能很小，但从长远来看，大摩认为Arm架构在AI PC等领域的应用越来越多，将支持更强劲的盈利势头，27财年开始会反映在财报里。

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