AI芯片市场，进入爆发期

原创芯极速 2024-09-18 17:00

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当前，AI大模型日新月异，生成式AI技术持续突飞猛进，正在推动算力持续增长。

AI芯片也逐渐成为行业竞逐的焦点，相关业者纷纷布局AI芯片，如英伟达、超微、英特尔、高通和联发科等芯片厂商，苹果、亚马逊、谷歌、Meta和微软等头部厂商也已开始投资研发自己的AI芯片。

AI将带动今年全球服务器GPU（包括存储芯片在内的板卡与子系统）产值将首次突破1000亿美元，从AI芯片本身的市场来看，数据中心对高端GPU的需求在2024年将增加218%，ASIC加速器也将增加178%，同时带动HBM（高带宽内存）的市场扩增到158亿美元。

至于在消费性边缘端，随着AI手机与人工智能个人电脑（AI PC）的推出，也将会带动相关芯片出货量的成长，预计在2024年出货量规模将分别达到2.6亿颗和5,000万颗，年成长率各为293%和79%。

未来，云服务商大量的大型语言模型训练和推理需求，也将推动算力的强劲增长，云端AI加速器需求也随之剧增。台积电持续扩产CoWoS先进封装产能，存储三巨头（SK海力士、三星、美光科技）也正在大力扩产并快速迭代高带宽内存（HBM），目前第六代（HBM4）蓄势待发。

GPU作为通用型AI芯片已经相当成熟，随着高端GPU的供应逐渐得到缓解，预估2023年~2028年，高端云端GPU的出货复合年均增长率（CAGR）将达到44%。其中，英伟达（NVIDIA）以其独特的生态系统和紧密结合的软硬件设计，2023年~2024年拿下全球90%以上的高端GPU芯片市场。

得益于其在AI领域的卓越表现，英伟达市值在2024年达到了2.8万亿美元，在全球市值排名中位列第二。2024财年（2023年1月30日 - 2024年1月28日），英伟达收入同比增长126%，达609.22亿美元；数据中心业务成为了主要的增长引擎，同比增长217%，达475亿美元。

云端ASIC加速器方面，随着云服务商自研的ASIC加速器提供更多元化的服务，且在生产成本和功耗方面具有优势，这使得ASIC加速器在涉及隐私性的服务领域将成为更合适的方案。因此，预估2023年~2028年，云端ASIC加速器出货CAGR将高于云端GPU，达52%。

谷歌ASIC加速器2023年~2024年出货量排第一，亚马逊排第二，且这两家企业未来数年内仍将占据前二的位置；英特尔与华为海思受限于芯片效能与产能限制，出货比重相当有限。

考虑到AI算力由云端向边缘端延伸，AI手机与AI PC等终端可能成为未来AI应用渗透将是重要方向。预估2023年~2028年，AI手机的出货CAGR将达65%，AI PC的出货CAGR将逾40%。

资策会MIC发布终端产品AI PC与AI手机预测，预估2025年全球AI PC渗透率将达16.8%，全球出货量4400万台；预估2025年全球AI手机市场渗透率达25%，全球出货3.03亿支。

随着AI技术的快速发展，芯片生产技术更新迫在眉睫，这推动了晶圆代工业者积极推进先进制程和封装技术的发展，包括微影技术、新晶体管结构、背后供电技术（BSPDN）、2.5D/3D先进封装、玻璃载板、共同封装光学（CPO）与硅光子整合等等。与此同时，晶圆代工业者持续扩产先进制程和先进封装产能，预估2023年~2028年，5nm以下制程产能扩产CAGR将超20%，台积电CoWoS产能扩产CAGR达50%。

随着AI技术的不断进步和应用场景的持续拓展，对算力的需求将进一步增长，AI竞赛仍在继续。目前，全球GPU市场虽然仍由国外厂商主导，但随着我国AI芯片需求进一步提升，国内企业如景嘉微电子、芯原股份、海光信息、寒武纪等也在积极布局，寻求国产替代之路。

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