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AI計(jì)算加速芯片行業(yè)主流細(xì)分芯片剖析及未來趨勢(shì)預(yù)測(cè)

1、計(jì)算加速芯片行業(yè)細(xì)分產(chǎn)品類型及比較

主流AI計(jì)算加速芯片包括GPU、ASIC和FPGA：

GPU：最初用于圖形渲染，現(xiàn)已發(fā)展為通用計(jì)算加速引擎。其大規(guī)模并行計(jì)算架構(gòu)適合深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練與推理，廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析。GPU提供高帶寬內(nèi)存和并行結(jié)構(gòu)，擁有成熟的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，成為現(xiàn)代計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的核心。

ASIC：為特定應(yīng)用定制的芯片，優(yōu)化特定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或算法，提供較高的計(jì)算效率和低功耗，適用于大規(guī)模量產(chǎn)和對(duì)性能要求高的場(chǎng)景，如數(shù)據(jù)中心AI加速器。

FPGA：可編程邏輯器件，具備靈活性，可根據(jù)算法需求進(jìn)行硬件配置或更新，適合算法迭代頻繁和靈活硬件需求的場(chǎng)景，如邊緣計(jì)算和原型驗(yàn)證。

主流計(jì)算加速芯片對(duì)比

資料來源：普華有策

GPU相較于ASIC和FPGA，具備更優(yōu)的適配性、計(jì)算性能和開發(fā)友好性，成為AI計(jì)算場(chǎng)景中的優(yōu)選方案，盡管能源效率較低。

2、計(jì)算加速芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)剖析

AI計(jì)算加速芯片產(chǎn)業(yè)鏈分為上游、中游和下游三個(gè)部分：

上游：提供芯片設(shè)計(jì)所需的EDA軟件、IP模塊，以及制造所需的設(shè)備和材料。

中游：包括芯片設(shè)計(jì)公司（可采用IDM或Fabless模式）、晶圓制造、封裝和測(cè)試環(huán)節(jié)。晶圓代工廠提供晶圓制造，封測(cè)廠商負(fù)責(zé)封裝、組裝和測(cè)試，確保芯片性能和可靠性。

下游：涉及芯片分銷商和系統(tǒng)制造商（ODM）。分銷商銷售圖案化晶圓或AI芯片，系統(tǒng)制造商將芯片集成到終端產(chǎn)品中，最終應(yīng)用于AI計(jì)算加速、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、元宇宙、數(shù)字孿生等行業(yè)。

計(jì)算加速芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖

資料來源：普華有策

3、AI 計(jì)算加速芯片市場(chǎng)規(guī)模及細(xì)分市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

隨著中國 AI 下游應(yīng)用市場(chǎng)的迅速擴(kuò)張，AI 計(jì)算加速芯片的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)爆炸式增長，吸引各類芯片制造商的加入。目前，GPU 依然是 AI 市場(chǎng)的主導(dǎo)芯片。不過，以 ASIC 和 FPGA 為代表的其他類型芯片也已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，并在市場(chǎng)中占據(jù)一定比例。

未來，隨著中國 GPU 企業(yè)在技術(shù)上的不斷突破，AI 計(jì)算加速芯片的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)快速增長。預(yù)計(jì)到 2029 年，中國的 AI 芯片市場(chǎng)規(guī)模將從 2024 年的 1,425.37 億元激增至 13,367.92 億元，2025 年至 2029 年期間年均復(fù)合增長率為 53.7%。

2020-2024年AI 計(jì)算加速芯片市場(chǎng)規(guī)模

資料來源：普華有策

從細(xì)分市場(chǎng)上看，GPU 的市場(chǎng)增長速度最快，其市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)將從 2024 年的 69.9%上升至 2029 年的 77.3%。

2024年AI 計(jì)算加速芯片細(xì)分市場(chǎng)結(jié)構(gòu)

資料來源：普華有策

GPU（圖形處理芯片）又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種主要用于計(jì)算加速領(lǐng)域的微處理器。與全球產(chǎn)業(yè)相比，中國 GPU 產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，但隨著國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上的不斷突破，市場(chǎng)正在快速增長。

隨著 AI 應(yīng)用（如 ChatGPT 大模型技術(shù)）的突破，全球市場(chǎng)對(duì) AI 算力的需求顯著增加。以英偉達(dá)為代表的 GPU 產(chǎn)品，因其成熟的開發(fā)者生態(tài)以及優(yōu)秀的算力性能，使得 GPU 市場(chǎng)規(guī)模在過去五年迎來了爆發(fā)式增長，2024 年達(dá)到 5,315.03 億元。

中國GPU市場(chǎng)正迎來技術(shù)升級(jí)、國產(chǎn)替代和應(yīng)用拓展的多重機(jī)遇。隨著AI時(shí)代的到來，GPU的更新周期加快，計(jì)算能力持續(xù)增強(qiáng)，未來將采用更先進(jìn)的工藝和更多計(jì)算單元以提升性能。同時(shí)，在外部政策和數(shù)據(jù)安全需求的推動(dòng)下，本土GPU企業(yè)加速突破技術(shù)壁壘，國產(chǎn)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，市場(chǎng)國產(chǎn)化率有望顯著提升。此外，GPU的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，特別是在AI圖像處理、視頻制作和具身智能等領(lǐng)域，未來將憑借其計(jì)算優(yōu)勢(shì)和多功能性進(jìn)一步擴(kuò)大在AI領(lǐng)域的市場(chǎng)份額，推動(dòng)更多新興應(yīng)用場(chǎng)景的發(fā)展。

中國GPU市場(chǎng)的主要發(fā)展趨勢(shì)

資料來源：普華有策

總體來看，中國GPU市場(chǎng)面臨技術(shù)升級(jí)、國產(chǎn)替代和應(yīng)用拓展的機(jī)會(huì)，未來有望實(shí)現(xiàn)快速增長。

《2025-2031年AI計(jì)算加速芯片行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)調(diào)研及投資可行性分析報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書、國家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。