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概述
調研大綱

隨著云計算技術的廣泛應用和不斷創新,以及5G、物聯網、人工智能等技術的快速發展,全球云計算芯片市場規模正在不斷擴大。據市場調研數據報告顯示,2022年全球云計算芯片市場規模大約為8541億元,相較于前幾年表現為一定程度的上升,預計未來幾年,全球云計算芯片市場仍將保持增長態勢。

近年來,全球云計算芯片市場呈現出迅猛的發展態勢。隨著云計算技術的廣泛應用以及數據量的爆發式增長,對云計算芯片的需求持續攀升。用于云計算和數據中心人工智能的 GPU 和其他加速芯片的市場規模已從 2022 年的不到 100 億美元,激增至 2024 年的 780 億美元 ,預計到 2029 年將最終達到 1510 億美元。其中,2026 年可能成為一個關鍵轉折點,屆時增長動力將從技術采用逐漸轉向人工智能應用需求的變化。國內市場方面,據中信證券測算,2024 - 2026 年國內 AI 算力芯片市場規模約為 208、300、386 億美元,兩年復合增速達 36%。

巨頭引領:英偉達在云計算芯片領域占據重要地位,尤其在通用型 GPU 市場,其憑借強大的并行計算能力和成熟的 CUDA 軟件生態,為深度學習訓練和推理提供了高效的解決方案,市值高達約 3.3 萬億美元。博通也嶄露頭角,通過為云服務提供商構建專用 AI ASIC 芯片,成為萬億美元市值芯片公司。2024 財年,博通 AI 收入在 150 億至 200 億美元之間,其中超 120 億美元來自定制人工智能芯片 XPU(ASIC)以及數據中心使用的網絡設備收入,主要得益于谷歌等超大規??蛻舻男枨笤鲩L。

競爭激烈:除了英偉達和博通,眾多科技企業也紛紛布局云計算芯片領域。一方面,全球云計算巨頭紛紛提出自研 AI 芯片計劃,如亞馬遜云科技(AWS)、微軟等從頭開始設計系統,并從定制系統級芯片(SoC)著手,以更好地優化自身業務負載;另一方面,國內主要的頭部人工智能開發平臺以及字節跳動等也在積極參與,字節跳動此前已發布數百個與半導體相關的職位空缺,包括 ASIC 芯片設計師崗位 ,并與博通合作開發人工智能定制芯片。

定制化芯片興起:隨著云計算工作負載的日益復雜,通用的現成芯片難以滿足需求。數據中心提供商和頭部云服務提供商為獲得更佳的性能、效率和總體擁有成本(TCO),正轉向定制芯片。例如,NVIDIA 推出的 Grace Hopper 從根本上重新設計了系統架構,實現了 CPU 與 GPU 一對一映射,提高了 GPU 利用率;AWS 和微軟等也采取類似方法,對系統各方面進行調優。

軟硬件協同優化:在算力需求持續增長的同時,成本和能源限制也日益凸顯,這促使企業更加注重軟硬件的協同優化。Arm 在構建 Neoverse N3 和 V3 平臺時,與合作伙伴緊密合作,深入了解軟件需求并針對性優化,其推出的 Neoverse 計算子系統(CSS)使定制芯片更迅速且易實現,客戶還能加速產品上市時間、降低工程成本。

云計算芯片廣泛應用于數據中心、人工智能等領域。在數據中心,芯片為海量數據的存儲、處理和傳輸提供支持;在人工智能領域,無論是訓練大語言模型(LLM)還是進行推理應用,云計算芯片都發揮著關鍵作用。目前行業重點更多放在訓練 LLM 上,但隨著生成式 AI 廣泛應用于實際業務場景,工作重點正逐漸轉向推理。有分析師估計,已部署的 AI 服務器中有高達 80% 專用于推理,且這一數字還將持續攀升 ,如 NVIDIA 在 2023 年第四財季,數據中心類業務中約有 40% 收入來自 AI 推理。

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