国产ASIC芯片在性能上已具备与海外产品比肩的实力,尤其在AI推理场景中展现出高性能、低功耗的优势。放眼整个人工智能产业链,上游的EDA工具、IP核与晶圆代工环节,以及下游云服务商与互联网厂商的ASIC采用,都蕴含着国产化替代与价值重构的投资机会

国产ASIC在产业链中的位置

AI芯片主要分为CPU、GPU、FPGA和ASIC四类,其中ASIC是为特定用途定制的集成电路,在性能、能效、成本等方面极大超越标准芯片,非常适合AI推断场景。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;国内主流厂商则包括海思、寒武纪等。国产厂商集中采用7nm工艺制程,与国外ASIC厂商处于同一水平,部分产品在算力表现上已能与海外头部产品比肩。

上游环节的国产化进展

在FPGA领域,国产厂商已经崭露头角,紫光国微、复旦微电和安路科技在2021年的合计市占率超过了15%。不过,技术实力与国际巨头仍有差距:国产厂商先进制程集中在28nm,落后于国际16nm水平;旗舰产品门级规模约为国际高端产品的四分之一。在国产化加速推进的背景下,中国FPGA厂商有望快速追赶。

ASIC方面,受研发成本与研发壁垒限制,目前在AI行业的渗透率依然较低。但未来随着人工智能行业愈加成熟,下游应用的蓬勃发展将不断优化上游芯片研发成本,ASIC凭借卓越性能及低功耗,有望成为人工智能技术的首选。

产业链价值分配与投资主线

从算力需求看,AI芯片需求有望率先扩张。目前大部分大模型仍处于开发阶段,对训练芯片需求更大;未来随着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,这将直接利好FPGA和ASIC赛道。值得注意的是,当前AI服务器主流计算架构采用CPU+XPU异构形式,GPU、FPGA、ASIC等XPU是AI计算的核心,承担大规模并行计算任务。

常见问题

国产ASIC与海外产品差距有多大?

在工艺制程上,国产厂商集中采用7nm工艺,与国外ASIC厂商处于同一水平;算力方面,部分国产旗舰产品在BF16浮点算力和INT8定点算力上已超越海外某头部厂商的对应产品,整体性能也能与海外比肩。但需要指出,ASIC市场格局仍在动态变化中,后续表现需持续跟踪。

上游EDA和IP核环节值得关注吗?

上游设计工具与IP核是芯片设计的基石,国产化率提升空间较大。在国产化加速推进的背景下,具备较强竞争力的上游厂商有望受益于产业链自主可控的长期趋势。

下游哪些应用场景会率先放量?

云端推断和边缘推断是ASIC的两大主要应用方向。FPGA以其灵活性和可深度优化的特点,有望继GPU之后在云端数据中心爆发;边缘推断领域,FPGA的低功耗特性也使其成为AI硬件加速的重要方案。未来随着大模型在应用端持续落地,推断类芯片需求占比将逐步提升。