GPU作为目前唯一已量产的AI训练芯片,是AI芯片市场规模的基石,但市场整体的高增长并非只靠训练场景拉动,而是训练与推理双场景接力、GPU与FPGA/ASIC多品类协同的结果。根据IDC预测,未来几年AI芯片的复合增速有望达到50%左右,其核心驱动力来自大模型从开发走向应用落地过程中,算力需求从“集中训练”向“广泛推理”的扩散与下沉。

训练与推理:两阶段算力需求接力

AI芯片的需求分为训练和推理两个环节,二者对芯片的要求截然不同,也决定了市场增长的不同阶段。

  • 训练阶段:计算规模庞大,涉及海量训练数据和复杂深度神经网络,芯片更注重绝对计算能力与通用性。目前应用最多的主要是GPU,且GPU是目前已经量产的芯片中唯一可用于AI训练的品类,因此占据了AI芯片市场的主要份额。
  • 推理阶段:利用训练好的模型对新数据做推断,计算量相对较小,更侧重能耗、时延、成本等综合指标。除CPU和GPU外,FPGA与ASIC同样适用,这为多品类芯片打开了增量空间。

当前大部分大模型仍处于开发阶段,对训练芯片的需求更大;未来随着各类大模型成熟并在生产生活中逐步应用,推断类AI芯片的占比有望逐步提升,成为市场增长的第二引擎。

FPGA与ASIC:推理场景的增量贡献

在云端推理和边缘推理场景中,FPGA与ASIC正在成为市场扩容的重要力量。

FPGA(现场可编程门阵列) 具有硬件可重构、开发周期短、效率高的特点。在云端数据中心业务中,FPGA可处理用户实时计算请求以及小计量大批次的计算,以其灵活性和可深度优化的特点,有望继GPU之后在该市场爆发。在技术不确定性较大的领域,FPGA是较为理想的解决方案。

ASIC(专用集成电路) 根据特定需求定制设计,在性能、能效、成本等方面具备优势,同样非常适合AI推理场景,是当前大部分AI初创公司开发的目标产品。受研发成本与研发壁垒限制,目前ASIC在AI行业的渗透率依然较低,但未来随着AI下游应用蓬勃成熟,有望持续优化上游芯片研发成本,释放成长潜力。

增长节奏的关键观察指标

AI芯片市场规模的扩张节奏,与两大外部变量紧密相关:

  1. 云厂商资本开支:主流AI服务器计算架构采用CPU+XPU异构形式,GPU、FPGA、ASIC等XPU作为加速芯片处理大规模并行计算。云厂商的基础设施投入直接决定AI芯片的采购规模。
  2. AI应用落地节奏:训练需求由大模型开发驱动,推理需求则由应用渗透驱动。随着AI从开发走向生产环境,推理场景的算力消耗将逐步放大,带动FPGA、ASIC等推理芯片的渗透率提升。

常见问题

GPU之外的芯片能用于训练吗?

在目前已经量产的芯片中,GPU是唯一可用于AI训练的品类。FPGA和ASIC主要适用于推理场景,其中ASIC的训练类产品尚未量产。

推理芯片的市场空间有多大?

推理场景的算力需求正在快速增长。FPGA凭借灵活性和可深度优化特点,有望继GPU之后在云端数据中心市场爆发;ASIC则凭借高性能与低功耗,在中长期具备较大成长潜力。随着大模型逐步落地应用,推断类AI芯片的占比有望持续提升。

为什么训练芯片先爆发,推理芯片后接力?

大模型开发阶段需要海量训练算力,GPU作为唯一量产训练芯片率先受益;而当模型成熟并大规模部署后,每次调用都会产生推理计算需求,且推理场景更分散、更贴近终端,对芯片的多样性要求更高,从而为FPGA、ASIC等芯片打开增长空间。