人工智慧晶片市場研究：GPU將成為主流，國產化曙光初現

（報告出品方/作者：中國平安，朱琨）

一、算力：數字經濟引擎，智慧社會基石

數字經濟已經成為全球經濟增長主要驅動力

全球數字經濟規模再上新臺階：2019年，可測算 47個國家數字經濟增加值規模達到了31.8萬億美元； 高收入國家數字經濟規模全球佔比約77%，是中等 和低收入國家規模的2.8倍；排名前5的經濟體，數 字經濟規模全球佔比達到了78.1%。

全球數字經濟在國民經濟中地位持續提升：2019 年，可測算47個國家數字經濟的GDP佔比達到了42%； 高收入國家的佔比超過了全球平均水平，達到了 48%；德國、英國和美國數字經濟佔比超過了60%， 中國佔比略低，只有36%。

全球數字經濟實現逆勢上揚：近年來，國際經濟 環境日趨複雜嚴峻，整體的經濟下行壓力也在持續 增大，但是全球數字經濟仍然保持了較快增長。數 字經濟的各領域穩步推進，新興產業快速發展，傳 統產業數字化程序快速推進。2019年，全球數字經濟平均名義增速為5.4%，高於全球GDP名義增速。

算力是數字經濟發展的重要驅動力

資料是數字經濟最有價值的資源：作為數字經濟全新的、關鍵的生產 要素，貫穿於數字經濟發展的全部 流程，將引發生產要素多領域、多 維度、系統性的突破。

算力是數字經濟發展的重要驅動力：數字技術在數字經濟當中的應用， 需要海量資料處理作為支撐。資料 處理則需要算力的支撐。算力工具 作為基礎設施，支撐大資料和智慧 化應用，為商品流通和交易、企業 管理提供有效支撐。

二、晶片：異構是趨勢，GPU將成為主流

異構計算是靈活性和效率綜合平衡的結果

訓練指模擬人類接收、學習並理解外界資訊能力的AI技術； 推理指模擬人類通過學習、判斷、分析等心理活動獲取資訊 內含邏輯的AI技術。

從部署的靈活性來看，CPU最 為 靈 活 ， GPU 次 之 ， FPGA 和 ASIC分列最後兩位。

從計算的效率來看，ASIC 效 率最高，FPGA次之，GPU和CPU 則分列最後兩位。異構計算是一個平衡的結果： 考慮到部署的靈活性和計算效 率，異構計算是一個平衡的結 果， CPU + GPU or FPGA or ASIC是趨勢。

異構計算將成為算力基礎設施的主要架構

未來的 AI計算 ，將形成以 CPU為控制中心，GPU、FPGA、 ASIC（NPU、VPU…)為特定場 景加速卡的異構計算格局。異構計算是指不同類型的 指令集和體系架構的計算 單元組成的系統的計算方式， 目前 「CPU+GPU」以 及「CPU+FPGA」 都是受關 注的異構計算平臺。 異構計算最大的優點是具 有比傳統CPU平行計算更高 效率和低延遲的計算效能， 尤其是在業界對計算效能 需求水漲船高的情況下， 異構計算變得愈發重要。

從技術趨勢來看，GPU將成為主流AI晶片

GPU最適合AI演算法：AI演算法要用到大量卷積運算， 對大量不同的資料進行同樣的乘加MAC運算，這種 運算和GPU Shader執行的SIMD運算高度相似。使用特定演算法加速的晶片只能用在某一些特定場 景，通用型計算晶片最終將會勝出。

全球AI晶片市場將高速增長，GPU份額有望超過50%

預計到 2025年，全球市場規模有望達到300億美元， 2019年-2025年年均複合增速約37%。AI的應用需要用到 大量卷積演算法，正是GPU擅長的領域；預計 2025年，市場份額將達到約57%。

三、展望：中國市場將高速增長，GPU國產化任重道遠

中國人工智慧市場將高速增長，伺服器是市場主體

預計到2024 年，中國人工智慧技術市場規模將達到172億美元； 全球佔比將從2020年12.5%上升到15.6%，是全球 市場增長的主要驅動力。預計到 2024年，中國人工智慧伺服器市場規模將達到66 億美元，在整體市場中佔比約38%；相比2019年， 下降約20個百分點。

訓練晶片市場以GPU為主，國內公司有待突破

2019年，中國訓練晶片 市場規模約41億元，英偉達公司憑藉V100系列等產 品佔據了90%的市場份額；考慮到AMD公司的產品也 是GPU，GPU佔據了訓練晶片市場95%的份額。雖然華為公司推出了 Atlas系列產品，並且在效能、功耗等主要指 標上均不弱於英偉達V100；但是由於軟體生態 等因素，尚未實現大規模商用。

推理晶片市場呈現多元化趨勢，國內公司開始展露頭角

2019年中國推 理晶片市場規模約37億元，相比於訓練市場，FPGA、 ASIC份額均有所提升，AMD的GPU產品份額亦有所提 升；GPU產品不再是一家獨大。以華為公司、寒武 紀和位元大陸為代表的中國公司，憑藉ASIC產 品，通過合適的價格和解決方案，佔據了大約 20%的市場份額。

中國GPU晶片板卡市場將高速增長，網際網路和安防/政府是主要領域

預計2024年， 中國GPU晶片板卡市場規模將達到370億元，年均 複合增速約30%；訓練市場規模佔比約36%，推理 市場佔比約58%，高效能運算市場約6%。預計2024年， 網際網路和安防/政府行業市場份額將分別達到 48.9%和31.4%，依然佔據市場的主要地位；主要 還是因為這兩個行業是AI應用的重要需求方。

謹慎估計GPU晶片的國產化規模約37-56億元

手機產業鏈晶片國產化率超過15%：由 於中國手機廠商佔據了全球主要份額， 帶動了國內產業鏈的快速發展；與此同 時，晶片與軟體應用耦合緊密度相對較 低，因此國產化率大於15%。

伺服器產業鏈國產化率低於5%：由於 CPU指令集複雜程度較高，產業鏈主要 環節均在海外，國產化率低於5%。

謹慎估計GPU晶片的國產化規模約37億 元：由於GPU指令集複雜程度相對較低， 國內有一定基礎，國產化率有望達到 10%-15%，對應37-56億元的市場規模。

四、風險提示

1、網際網路公司晶片自研帶來的風險 從Google的情況來看，網際網路公司自研AI晶片會 是趨勢；對於那些為網際網路公司開發定製晶片的公 司來說，這將是一個風險點。

2、中美貿易摩擦的風險 部分公司GPU晶片製作需要用到7nm的先進製程，若是 中美貿易摩擦升級，有可能會使這些公司無法使用 7nm的先進製程來生產晶片。

3、人工智慧在安防/政府業務領域應用不及預期的風險 安防/政府行業是人工智慧應用滲透率較高的領域；若是安防/政府行業需求不及預期，將使得國產GPU晶片等 各類AI計算晶片的出貨量不及預期。

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精選報告來源：【未來智庫官網】。