过去十年，人工智能从实验室走向产业化，并在全球范围内掀起新一轮的技术革命。AI在迅速融入细分场景的同时也在不断地重塑传统行业模式，为经济社会输出独一无二的未来价值。弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan，以下简称“沙利文”）发布了最新的《中国深度学习软件框架市场研究报告（2021）》，对2021年中国深度学习软件框架市场进行了深度的调研与分析。
深度学习是本轮人工智能爆发的关键技术，而深度学习软件框架则是解决该技术“落地难”困境的底层开发工具。当前，深度学习技术已然迈入升级优化阶段，带动相关产业高速蓬勃发展。本报告旨在通过对行业发展历程及产业链的梳理探究行业核心驱动因素，剖析当下深度学习软件框架行业市场趋势，并基于应用、产品及生态三大关键维度构建厂商竞争力体系，评价主流玩家的核心竞争优势及综合壁垒，形成对中国市场深度学习软件框架发展情况的客观评价，并为行业未来发展提供参照建议与关键启发。
上中下游深度赋能，深度学习软件框架迈入加速发展阶段
深度学习软件框架是一种通过对算法进行模块化封装，以实现快速搭建深度学习模型的工具。作为一种底层开发工具，它可以有效降低AI应用开发技术门槛，助力深度学习技术突破发展瓶颈。从承担任务、部署位置和工作流程三个维度进行考察，深度学习软件框架的细分类型具有不同的关键技术要求，也为各类厂商提供了多样化的战略切入点。
纵观深度学习软件框架的发展历程，大致可以分为起步、调整和加速发展三阶段。2014年开始，全球人工智能学术界及产业界各研发主体陆续开源旗下自主研发深度学习软件框架，并以框架为主体搭建人工智能开放开发平台，推动人工智能产业生态的建立。其中，由谷歌团队开发的TensorFlow及由Meta团队开发的PyTorch两款深度学习软件框架占据业界相对主导地位。
同时，中国正在快速进行开源开发框架的系统化布局，百度飞桨PaddlePaddle、腾讯优图NCNN、华为MindSpore、阿里XDL等自研的开源深度学习软件框架加速升级。其中，百度飞桨PaddlePaddle作为中国最早推出的开放框架之一，已广泛应用于智能制造、智能金融、智能医疗等业务场景。目前，随着主流厂商产品的更迭推进，深度学习软件框架已步入加速发展阶段。
来源：沙利文咨询
深度学习软件框架产业链主要由上游硬件、中游框架开发商和下游应用场景构成。上游是深度学习实现的基础，主要包括计算硬件（芯片），为深度学习软件框架提供算法及算力支撑。中游是深度学习软件框架的核心，以模拟人的智能相关特征为出发点，构建应用技术路径，主要包括语音识别、计算机视觉和自然语言处理。下游主要为深度学习软件框架在各细分场景的应用，主要包括制造、安防、金融、医疗、零售、交通、物流、农业等领域。未来，上游基础运算升级、中游应用技术成熟以及下游应用场景融合，都将为其后续发展深度赋能。
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三大层面聚焦核心驱动，中国战略提供成长沃土
基于产业链赋能，深度学习软件框架行业下一阶段的驱动因素主要包含三个层面。
一，应用场景逐步明晰，规模化应用已现曙光。应用技术日渐成熟，促使深度学习软件框架向各类场景渗透，规模化应用将为行业带来潜在增量。根据沙利文统计数据显示，2021年AI领域金额过亿的融资事件共有158笔，其中自动驾驶、智慧医疗和智能语音融资数明显超过其他领域，成为深度学习软件框架应用的热门领域，并将涌现更大的发展机遇。
二，头部企业加速布局，完善产业生态体系。随着纵向一体化成为全球头部科技企业的共识，以谷歌、微软、百度为代表的科技巨头开始加速产业布局并垂直整合生态系统，引领行业整体发展。目前，其战略布局模式主要分为三类：1）以亚马逊、微软为代表的云服务企业不断强化其智能服务能力，布局深度学习软件框架等技术生产工具及底层专用硬件芯片；2）谷歌、百度等AI技术优势显著的AI头部企业基于先进算法和技术优势布局深度学习软件框架，并以此为核心上下延伸，构建智能服务生态体系；3）以英伟达为代表的AI芯片巨头加速提升面向智能任务的芯片性能，力图构建软硬协同的产业生态体系。
来源：沙利文咨询
三，上升国家战略地位，政策环境持续优化。中国加快AI行业布局与规划，先后出台了《中国制造2025》、《新型数据中心发展三年计划（2021-2023年）》等一系列重要文件。在2021年3月颁布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划》中，“深度学习框架”被列入“新一代人工智能”领域，成为国家重点支持的前沿创新技术。当前，中国已将人工智能上升为国家战略，密集的政策出台将为深度学习软件框架行业提供肥沃的生长土壤，推动相关技术逐步走向落地实践。
四类典型小生态模式成型，由百花齐放向几家逐鹿转变
在核心驱动因素的催化下，中国深度学习软件框架行业展现出三大主要趋势，并在这个过程中逐步明晰竞争格局。
一，原创技术创新突破，打造融合创新生态系统。中国不但具备全球领先的视觉、自然语音处理、语音智能任务工程实现水平，其深度学习原创技术创新也正处于前所未有的活跃期。根据中国信通院数据，当前中国专利申请总量达30.1万件，占全球总量的39%，排名第一。截止2021年9月，中国人工智能领域申请专利共计909401件，授权专利253811件。中国原创技术创新突破加之人工智能政策导向，将推动市场产学研用融合创新生态系统的成型。2021年发布的十四五规划，将引导行业形成连通企业、高校、研究院所、政府等创新主体的共同体生态。
二，生态体系雏形渐显，多种小生态同步形成。全球产业生态雏形逐步显现，一方面表现为以谷歌TensorFlow和Meta PyTorch为代表的头部企业构建开源的深度学习软件框架生态，试图占据应用接口和硬件适配的双向主导权；另一方面展现在不同产业主体凭借自身优势切入形成的四种典型小生态模式：1）以亚马逊、百度、谷歌为代表的人工智能厂商积极构建AI基础设施生态；2）人工智能技术服务企业、互联网企业以视觉、语音等技术优势切入，加速打造垂直行业技术服务平台和解决方案生态；3）传统企业以行业经验切入，积极构建围绕基础科研、成果转化、产业培育多维度的创新生态；4）以英伟达、英特尔为代表的硬件厂商以芯片设计、整机集成为切入点，加速构建软硬协同产业生态。
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三，格局逐步清晰，从百花齐放向几家逐鹿转变。目前主流深度学习软件框架格局逐步清晰，已从百花齐放向几家逐鹿转变。行业竞争焦点将从模型库转移至易用性和硬件适配优化，高级语言接口与硬件适配优化成为开源框架构筑壁垒的关键。一方面，高级语言接口封装后端框架中关键的模型构建、训练等功能，降低研发门槛；另一方面，硬件适配优化试图解决多样硬件编译工具导致的适配复杂和性能参差不齐问题，统一编译工具与编译语言成为主流开源开发框架的布局重点。
围绕成功要素展开激烈角逐，三方维度诠释主要厂商综合竞争力
制胜中国深度学习软件框架市场关键因素有三，即技术实力、生态规模和功能体验。市场需求通过技术实力以满足，可反映为厂商的产品能力；硬件算力、社区教育生态则是底层支撑，主要体现为企业的生态能力；功能体验则决定用户粘性，可呈现为厂商的应用能力。
在竞争格局渐趋明晰的过程中，相关厂商需要跨越技术、人才、资金和品牌四方壁垒，围绕三大成功要素上展开激烈角逐。目前，深度学习软件框架行业的玩家主要包含谷歌TensorFlow、Meta PyTorch、百度飞桨PaddlePaddle、亚马逊MXNet和华为MindSpore，行业未来龙头将大概率从前三者中孕育而出。本报告将根据评价深度学习软件框架在应用、产品、生态能力三个维度的综合表现，对比主流深度学习软件框架厂商的综合竞争力。报告结果得出：深度学习软件框架厂商中百度竞争力综合排名第一，在应用能力、技术能力和生态能力层面均具备显著优势。
来源：沙利文咨询
