AI推断需求放量叠加国产替代,FPGA供需节奏将如何演变?

全球FPGA市场预计将从2021年的82.9亿美元增长至2025年的125.2亿美元,年均复合增长率约10.8%;其中中国市场增速更快,2021-2025年复合增速达17.1%。 在AI推断场景需求崛起与国产替代推进的双重作用下,FPGA供需节奏正经历结构性演变:需求端,AI推断有望继GPU之后成为FPGA的爆发点;供给端,国产厂商先进制程集中在28nm,产能扩张与下游需求释放的时间匹配度,将决定供需平衡的关键窗口。

AI推断:FPGA的下一增长极

FPGA(现场可编程门阵列)是一种硬件可重构的芯片,用户可通过软件重新配置芯片内部资源来实现不同功能,具备开发周期短、效率高的特性。在AI芯片的版图中,训练环节计算量庞大,目前主要由GPU主导;而推断环节计算量相对较小,更注重能耗、时延、成本等综合指标,FPGA凭借灵活性和可深度优化的特点,有望在云端推断市场继GPU之后爆发。

当前大部分大模型仍处于开发阶段,训练芯片需求占主导。随着各类大模型逐步成熟并在生产生活中应用,推断类AI芯片的占比预计将逐步提升。FPGA可处理用户实时计算请求以及小计量大批次的计算,在云端数据中心业务和终端智能安防领域均已有厂商采用FPGA方案实现AI硬件加速。

国产替代:28nm产能与需求的赛跑

全球FPGA市场长期由海外巨头主导,赛灵思和Altera(英特尔)市占率分别约为52%和35%。国内市场同样由这两家主导,但国产厂商已开始崭露头角——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%。

在技术实力方面,国产厂商与国际水平仍有差距。工艺制程和门级规模是评价FPGA性能的重要指标:工艺制程直接影响功耗、性能和成本,当前国产厂商先进制程集中在28nm,落后于国际16nm水平;门级规模代表产品可开发潜力,国产厂商旗舰产品处于200K水平,约为国际高端产品的25%左右。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。

从供需节奏看,全球FPGA市场规模从2021年的约83亿美元增长至2025年的约124亿美元,中国市场规模同期从175亿元预计增至330亿元。国产厂商在28nm制程的产能扩张节奏,与AI推断需求释放的时间匹配,将是影响供需平衡的关键变量。

常见问题

FPGA在AI推断中相比GPU有何优势?

FPGA的通用性低于GPU,但运算效率更高,且具有开发周期短、可配置性强的特点。在推断场景中,FPGA更注重能耗、时延、成本等综合指标,能够处理用户实时计算请求和小计量大批次的计算,在灵活性和可深度优化方面具备独特优势。

国产FPGA厂商与国际巨头的主要差距在哪里?

差距主要体现在工艺制程和门级规模两个维度:国产厂商先进制程集中在28nm,落后于国际16nm水平;旗舰产品的门级规模约为国际高端产品的25%左右。不过国产厂商市占率已在提升,2021年紫光国微、复旦微电和安路科技合计市占率超过15%。

国产FPGA产能扩张能否跟上AI推断需求释放?

国产厂商先进制程集中在28nm,产能扩张节奏与AI推断需求释放的时间匹配是供需平衡的关键。一方面AI推断需求预计将逐步提升,另一方面国产化进程加速推进,两者之间的节奏匹配度将决定未来供需格局的演变方向。