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中国建投成员企业建投华科
作者：刘卓然
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北京时间9月10日凌晨1点，苹果公司将在位于加利福尼亚州库比蒂诺的总部举行2024年秋季发布会，主题为‘高光时刻’。此次发布会的主角将是搭载苹果智能（Apple Intelligence）技术的AI手机——iPhone 16。
01
AI手机已成趋势
Apple Intelligence由多个高性能生成式模型构成，包括本地设备上搭载的约30亿参数的语言模型，以及通过云计算访问的、在苹果服务器上运行的更大规模的云端语言模型。这些模型专为用户日常任务设计，能够动态适应用户当前活动，提供包括文本编写与编辑、通知优先级排序与摘要、为用户对话生成趣味图像，以及简化应用间交互的应用内操作等功能，以提升用户体验。
目前，Apple Intelligence仍在测试阶段，因此一些分析师预测，iPhone 16系列的AI功能正式版可能不会随系列手机同步推出。这意味着，iPhone 16系列在初期可能不会预装AI功能，用户需通过后续系统升级来获得。此外，能够基于用户自然语音命令自动执行复杂多步骤任务的增强版Siri等功能，可能要到明年才会推出。
尽管目前还不确定iPhone 16用户是否能立即体验到Apple Intelligence的AI功能，但国内外手机厂商进军AI手机市场的趋势已经非常明显。
预测显示，到2024年，全球智能手机出货量中将有16%为AI手机，主要集中在高端机型，随后中端智能手机也将逐渐采用。预计到2028年，这一比例将激增至54%。这种增长主要是由消费者对AI助手和端侧处理等增强功能的需求所推动。
尽管AI手机目前在行业内还没有统一的定义，但至少需要满足以下条件：首先，系统必须搭载本地化的AI大模型；其次，需要具备全面支持AI大模型算力的能力；最后，能够通过多模态学习适应用户习惯，以提升用户体验。
02
AI手机发展的不同阶段
AI手机的发展经历了几个主要阶段。首先是APP阶段，AI功能的实现主要依赖于手机中加装的具有AI功能的应用程序。例如，各种AI助手、翻译软件和图像处理应用等，都是通过独立APP提供AI功能。这些APP各有侧重，用户需要安装并打开不同的APP来使用AI服务，频繁切换APP可能导致不佳的体验。
随着AI技术的发展，AI手机进入了集成化阶段，AI功能开始集成到手机的其他应用中。例如，相机应用中的AI美颜，聊天工具中的自然语言处理功能等，用户无需切换应用即可享受集成AI带来的便利，显著提升了用户体验。
目前，AI手机发展已进入系统原生阶段。在这一阶段，AI技术已深度融入手机的原生系统，用户可以通过语音、文字等多种形式获得AI服务。例如，手机系统AI助理可以根据用户的语音指令执行如预订餐厅、设置日程、查询信息等复杂任务。此外，多模态AI技术的应用提高了手机理解和处理用户在不同情境下需求的能力，增强了交互的自然性和精准性。与前两个阶段相比，系统原生阶段的用户体验更加自然、无缝，其生态系统也更加开放和丰富。
AI手机的发展有望改变用户使用习惯和体验，同时推动整个行业的技术创新和生态系统变革，为行业带来巨大的发展机遇。
首先，为了满足AI功能对算力的巨大需求，各大厂商正在不断研发新技术，以提供性能更高、能效更好、功耗更低的智能芯片。
即将发布的iPhone 16 Pro将搭载苹果最新的A18 Pro芯片，该芯片采用6CPU+6GPU配置，使用台积电3nm工艺制造，其神经引擎的算力将超过38万亿次，能够更有效地在设备本地运行大型模型。
高通于2023年10月推出了骁龙8 Gen3，这是其首个专为生成式AI设计的移动平台，采用4nm工艺，CPU性能提高了30%，能效提高了20%，GPU性能提高了25%，能效同样提升了25%，AI性能激增98%，能效提升了40%。预计在2024年10月，采用台积电3nm工艺的骁龙8 Gen4将在骁龙技术峰会上亮相。
联发科于2023年11月发布了旗舰5G生成式AI移动芯片天玑9300，它采用全大核CPU，并结合了新一代的APU、GPU、ISP，能够支持高达330亿参数的生成式AI大模型。在2024年5月，联发科又推出了天玑9300+芯片，进一步增强了对生成式大模型的支持。
华为的麒麟9010芯片已经应用于其Pura70系列手机，提供了AI加速和神经网络处理等功能，为Pura70用户带来了卓越的生成式AI大模型体验。
展望未来，随着AI手机渗透率的提高，AI手机芯片的发展将得到推动，有望成为最大的端侧芯片市场。
03
AI推动手机硬件的提升
除了芯片，AI手机在硬件方面，如内存、电池等，也面临AI应用带来的新挑战和机遇。
要运行大型语言模型，AI手机首先需要足够的内存容量来存储这些模型，模型的规模越大，对内存容量的需求也越高。根据联发科的统计，运行一个130亿参数的AI大模型大约需要13GB的内存。加上安卓操作系统通常占用的4GB内存，以及运行其他应用所需的至少6GB内存，手机的总内存需求将达到23GB。
目前，只有少数旗舰手机的内存容量能达到24GB，而大多数智能手机的内存为16GB，千元机型的内存通常在8GB到12GB之间，这些容量远不足以支持AI大模型的运行。这是AI手机在发展初期主要面向高端机型的原因之一。
解决这一问题的方法主要有两个：一是直接增加手机的内存容量，这将推动内存市场的发展，但也会导致手机成本的增加和其他问题。另一种方法是优化AI大模型的内存压缩技术。以联发科为例，其内存硬件压缩技术能够将130亿参数的AI大模型的内存需求从13GB降低到5GB，减少了61%的内存占用。这意味着，在内存硬件压缩技术的支持下，即使是配置了16GB内存的智能手机，也能够顺利运行130亿参数的AI大模型。
在电池方面，电量焦虑一直是智能手机用户的一个常见问题，AI对手机电力消耗的影响也引起了人们的担忧。AI技术的电力消耗可能会远超预期。实际上，无论是从云端调用大型模型，还是在手机上直接运行参数较少的模型，都会加速电量的消耗。然而，近年来手机电池容量的增长并不显著。
好消息是，目前情况正在发生变化。2023年4月华为推出了搭载7000mAh大容量电池的畅享60X；2024年2月，小米发布了金沙江电池，在体积减少8%的情况下，电池容量提升至5300mAh，实现了更小的电池体积和更大的储电量。同年6月，一加发布了具有6100mAh超大电池容量的冰川电池，其他手机制造商也纷纷推出了各自的新技术。
这些电池背后都采用了同一种技术——新一代硅碳负极电池技术。这项技术自2023年开始量产，能够在控制成本的同时提高电池的能量密度，有望成为行业的未来发展方向。目前硅碳负极电池中的硅含量大约为6%，随着技术的进步，预计负极材料中的硅含量将进一步提高，从而增加电池的能量密度。除了硅碳负极材料，业界还在探索提高材料压实密度、增加电压、使用半固态或固态电解质、改进电池封装工艺、采用堆叠式电池技术等方法来提升电池的能量密度。
当然，除了电池材料的改进，芯片制造商和手机制造商也在不断优化设计，以减少电力消耗。在AI手机时代，电池材料的进步和降低手机本身功耗将是确保用户体验的关键。
在硬件方面，除了芯片、内存、电池，AI手机对散热、射频、材料、结构件、快充等环节也提出了更高要求，整个硬件产业都将从AI技术推动的智能手机核心技术升级中获益。
04
大模型和智能体的推动作用
在软件方面，大型模型和智能体将在AI手机的发展中发挥巨大推动作用。
大模型是实现AI手机功能的核心。目前，行业内有众多AI大模型厂商，每家公司都有其擅长的垂直领域。手机制造商从满足用户需求的角度出发，会选择几家在各自领域具有优势的大模型，并将其整合到手机系统层面，通过整合方案有序地组织大模型的能力，以实现更高效、更智能的应用。
以三星在国内销售的Galaxy S24系列AI手机为例，其多个功能采用了百度的AI大模型应用。而在图像处理方面，则选择了美图公司自研的AI视觉大模型，为相册App提供了包括AI改图、AI扩图、AI图生图等功能。在Galaxy Z Fold6系列中，三星更是与百度、美图公司、金山办公、火山引擎等四家大模型厂商合作。根据市场公开资料，小米、OPPO、vivo、荣耀等国产品牌都在不同程度上接入了阿里、百度、字节跳动等大厂的大模型产品。
手机厂商在选择AI大模型时，倾向于接入多种模型，这符合当前的理念，即面对多样化的业务类型和用户需求，单一大模型难以满足所有需求。因此，在不同场景中应用各自擅长领域的大模型更为实际。对手机厂商而言，作为面向消费者市场的品牌，用户体验与使用习惯的培养比技术落地更为关键。因此，在合作方式上，各AI手机品牌会尽可能地接入更多第三方的大模型。
当主流手机厂商在成本可控的前提下尽可能多地接入大模型技术提供商时，就意味着百度、字节跳动、阿里等巨头不会成为任何单一品牌的独家供应商，这也为其他大模型企业提供了竞争的机会，尤其是在垂直领域具备明显优势的厂商。
随着接入更多手机终端，面对更广泛的用户群体，并获取新的实践机会，大模型公司将获得更多用于模型训练的数据，促进自身模型迭代。同时，在众多手机用户的实际使用中，各家厂商大模型的真实性能也将得到进一步验证，这将加速市场格局的重塑和洗牌。
在多模态AI智能体的开发上，与在大模型选择上的开放态度不同，手机厂商普遍选择自研，因为多模态AI智能体将是AI与用户交互的直接与唯一的通道，如小米的小爱、华为的小艺和苹果的Siri等，对于这条通道的研发，手机厂商会倾向于掌握在自己手中。
而与传统的APP开发相比，智能体开发的门槛已显著降低，这得益于手机厂商的先发优势和在APP生态系统中的丰富运营经验。这些经验可以应用到智能体生态系统的建设中。未来随着智能体生态系统的成熟，用户将可以根据个人需求定制和使用更加个性化的AI服务。
随着人工智能技术的不断进步和普及，AI手机有望逐渐成为我们日常生活中不可或缺的智能伙伴。它们不仅能够提供更加个性化和高效的服务，还将继续推动整个科技行业的创新和发展。从芯片设计到大模型开发，从硬件优化到生态系统建设，每一个环节都在为实现更智能、更互联的移动体验而努力。
未来，随着AI算力的进一步提升和成本的降低，我们有理由相信，AI手机将开启一个全新的智能化时代，让每个人都能享受到科技带来的便利和乐趣。在这个过程中，无论是技术提供商、设备制造商还是最终用户，都将是这场技术革命的受益者。
图片来源：unsplash.com/pexels.com
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