人工智能芯片行业目前呈现多路线并存的竞争格局:GPU 在训练环节占据主导,FPGA 与 ASIC 在推理场景潜力巨大,而ASIC 市场尚未形成明确的头部厂商,英伟达、谷歌、英特尔、海思、寒武纪等玩家各据一方,国产厂商在性能上已具备与国际对手比肩的能力。

训练与推理:两大场景的芯片需求分化

AI 芯片按任务分为训练芯片推理芯片。训练环节计算量大,注重绝对算力与通用性,目前以 GPU 为主力;推理环节则更关注能耗、时延与成本,FPGA 和 ASIC 因其高能效比成为理想选择。未来随着大模型成熟落地,推理类芯片占比有望逐步提升。

ASIC:无绝对龙头的蓝海市场

ASIC(专用集成电路)为特定用途定制,具备高性能、低能耗的突出优势。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。国内方面,海思、寒武纪等厂商已推出成熟产品。通过产品对比可以发现,国产厂商集中采用 7nm 工艺制程,与海外 ASIC 厂商处于同一代际;在算力方面,海思的昇腾 910 在 BF16 浮点算力和 INT8 定点算力上,已超越谷歌最新一代产品 TPUv4,遂原科技和寒武纪的产品整体性能也能与谷歌比肩。

国产 FPGA 崭露头角,技术差距正在缩小

在 FPGA 领域,全球市场由赛灵思(市占率 52%)和英特尔(Altera,35%)主导,但国产厂商已开始突围。2021 年,紫光国微、复旦微电和安路科技的合计市占率已超过 15%。尽管当前国产 FPGA 先进制程集中在 28nm,落后于国际 16nm 水平,且旗舰产品门级规模仅为 Xilinx 高端产品的 25% 左右,但在国产化加速推进的背景下,追赶速度有望加快。

常见问题

ASIC 与 GPU 在 AI 应用中的主要区别是什么?

GPU 通用性强,适合大规模并行计算,是目前唯一量产的 AI 训练芯片;ASIC 则为特定任务定制,在性能、能效、成本上远超标准芯片,更适合推理场景,但受研发成本限制,当前在 AI 领域渗透率较低。

国产 ASIC 芯片与国际巨头相比处于什么水平?

国产厂商采用与海外相同的 7nm 工艺制程,在算力上已具备竞争力。海思昇腾 910 在 BF16 和 INT8 算力上超越谷歌 TPUv4,遂原科技、寒武纪等产品整体性能也能与谷歌比肩。未来国产厂商有望在 ASIC 领域继续保持技术优势。

FPGA 和 ASIC 哪个更适合 AI 推理?

两者各有优势。FPGA 灵活、开发周期短,适合技术迭代快的场景;ASIC 专用化程度最高,在性能、功耗、成本上极致优化,是长期规模化部署的理想选择。当前两者均在 AI 推理市场具有巨大潜力。

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