AI芯片国产替代的推进速度,在不同芯片品类上呈现显著分层:出口管制对用于AI训练的GPU供给形成直接约束,而FPGA与ASIC领域则因国产厂商的技术积累与政策扶持,正迎来更明确的准入与替代机会。信创与AI算力基建政策对异构架构的采购引导,进一步加速了这一分层替代进程。
出口管制与政策如何分层影响四类芯片
从AI芯片的供需结构看,CPU、GPU、FPGA、ASIC四类产品遵循“通用性逐渐降低、运算效率逐步提高”的规律。主流的AI服务器计算架构一般采用CPU+XPU的异构形式,其中CPU负责读取和准备数据,而GPU、FPGA、ASIC等XPU作为加速芯片处理大规模并行计算。
出口管制对GPU训练芯片的供给约束最为直接。在已量产的芯片中,GPU是目前唯一可用于AI训练的芯片,且占据了AI芯片市场的主要份额。由于训练芯片对绝对计算能力要求极高,高端GPU的获取受限,直接影响大模型开发阶段的算力供给。相比之下,FPGA和ASIC主要适用于AI推断场景,计算量相对较小,更侧重能耗、时延、成本等综合指标,因此受到的外部供给约束相对间接。
政策扶持对FPGA与ASIC国产厂商的准入机会更为明确。FPGA具有硬件可重构、开发周期短、效率高的特点,在AI推断市场潜力巨大;ASIC则根据特定需求定制,在性能、能效、成本方面具备优势,是当前大部分AI初创公司开发的目标产品。这两类芯片领域,国产厂商的技术追赶路径更清晰,国产化替代的节奏也相对更快。
国产替代进度的品类差异
不同类别AI芯片的国产替代进度差异明显,主要体现在技术成熟度与市场格局两方面。
在FPGA领域,全球市场主要由海外巨头占据,但国产厂商已开始崭露头角。技术实力方面,国产厂商与海外龙头仍存在差距,主要体现在工艺制程与门级规模等评价产品性能的重要指标上。不过在国产化加速推进的背景下,中国FPGA厂商有望快速追赶。
在ASIC领域,市场格局呈现不同特征。目前全球ASIC市场尚未形成明显的头部厂商,主要竞争者包括英伟达、谷歌和英特尔,国内主流厂商包括海思、寒武纪等。国产厂商集中采用7nm工艺制程,与国外ASIC厂商相同;在算力表现上,国产旗舰产品已具备与海外厂商比肩的实力。由于ASIC市场没有形成明确的头部垄断,国产厂商有望在该领域继续保持技术优势,成为突破海外算力垄断格局的发力点。
常见问题
为什么GPU的国产替代比FPGA和ASIC更受关注?
GPU是目前唯一已量产的AI训练芯片,承担大模型开发阶段最主要的算力供给。训练芯片要求绝对计算能力与通用性兼备,技术门槛最高,因此出口管制对GPU供给的约束最直接,国产替代的紧迫性也最强。
FPGA和ASIC在国产替代中各有什么优势?
FPGA的优势在于硬件可重构、开发周期短,适合技术迭代频繁的领域,国产厂商已在市场中占据一定份额;ASIC的优势在于高性能、低能耗,且全球市场尚未形成明确头部厂商,国产旗舰产品性能已能与海外比肩,替代阻力相对较小。
推断类芯片的市场占比未来会如何变化?
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,适用于AI推断的FPGA和ASIC占比有望逐步提升。