中國(guó)及全球GPU行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析

中國(guó)及全球GPU行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析一、GPU綜述GPU即圖形處理器（graphicsprocessingunit，縮寫(xiě)GPU），又稱(chēng)顯示核心、視覺(jué)處理器、顯示芯片，是一種專(zhuān)門(mén)在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上做圖像和圖形相關(guān)運(yùn)算工作的微處理器。GPU是顯卡的處理器：顯卡全稱(chēng)顯示適配卡，又稱(chēng)顯示適配器，用于協(xié)助CPU進(jìn)行圖像處理，作用是將CPU送來(lái)的圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)處理再輸送到顯示器上，由主板連接設(shè)備、監(jiān)視器連接設(shè)備、處理器和內(nèi)存組成，GPU即是顯卡處理器。由于CPU并不適合大規(guī)模并行計(jì)算，因此需要加速芯片執(zhí)行AI算法，目前AI加速芯片主要包括圖形處理器(GPU）、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）、專(zhuān)用集成電路（ASIC）、神經(jīng)擬態(tài)芯片等。GPU的優(yōu)勢(shì)在于提供了多核并行計(jì)算的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，且核心數(shù)非常多，可以支撐大量數(shù)據(jù)的并行計(jì)算，擁有更高的浮點(diǎn)運(yùn)算能力；缺點(diǎn)在于管理控制能力弱，功耗高。二、GPU行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈GPU行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈主要涉及三個(gè)環(huán)節(jié)：設(shè)計(jì)、制造、封裝。整體供給模式有IDM和Fab+Fabless兩種。DM模式將設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)集中在一起，代表廠商有英特爾。Fab+Fabless模式的代表有AMD設(shè)計(jì)，臺(tái)積電制造，通富微電封測(cè)；ARM陣營(yíng)的蘋(píng)果設(shè)計(jì)，臺(tái)積電制造，日月光封測(cè)。三、GPU行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀從全球GPU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球GPU行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為254.1億美元，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到1853.1億美元，年平均增速為32.82%，保持高速增長(zhǎng)狀態(tài)。中國(guó)大陸?yīng)毩PU2027年市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)341億美元，國(guó)產(chǎn)替代孕育良好機(jī)會(huì)。由于NVIDIA和AMD基本占據(jù)了獨(dú)立GPU市場(chǎng)的全部份額，所以根據(jù)兩者2020年在中國(guó)大陸的獨(dú)立GPU銷(xiāo)售收入，可以估測(cè)2020年中國(guó)大陸GPU市場(chǎng)的規(guī)模。估算得出2020年中國(guó)大陸的獨(dú)立GPU市場(chǎng)規(guī)模為47.39億美元，保守假設(shè)中國(guó)GPU市場(chǎng)規(guī)模保持與全球GPU市場(chǎng)規(guī)模相同的增速，預(yù)計(jì)2027年中國(guó)大陸GPU市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)345.57億美元。注：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不包括中國(guó)臺(tái)灣從國(guó)內(nèi)GPU芯片板卡市場(chǎng)來(lái)看，增長(zhǎng)速度或?qū)②吘彙?jù)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)GPU芯片辦卡市場(chǎng)規(guī)模為124億元，同比增長(zhǎng)40.91%。預(yù)計(jì)到2024年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到370億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)速度約為30%。四、中國(guó)GPU行業(yè)發(fā)展歷程國(guó)產(chǎn)GPU的發(fā)展落后于國(guó)產(chǎn)CPU，直到2014年4月，景嘉微才成功研發(fā)出國(guó)內(nèi)首款國(guó)產(chǎn)高性能、低功耗GPU芯片—JM5400。在國(guó)產(chǎn)GPU的開(kāi)發(fā)中，GPU對(duì)CPU的依賴(lài)性和GPU的高研發(fā)難度，阻礙了該產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)GPU行業(yè)發(fā)展窮追猛打，培養(yǎng)出一大批國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)，其中包括景嘉微、航錦科技、芯原股份、壁仞科技，中船重工等。五、GPU行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)GPU未來(lái)主要有兩大應(yīng)用發(fā)展方向。從需求端考慮，GPU的優(yōu)勢(shì)在于并行計(jì)算，需要大規(guī)模運(yùn)用到并行計(jì)算的領(lǐng)域就是未來(lái)GPU的發(fā)展方向。1、更加逼真的圖形展現(xiàn)：圖形顯現(xiàn)是GPU芯片最初的功能，隨著視覺(jué)科技和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，更加真實(shí)的圖形顯現(xiàn)效果會(huì)對(duì)GPU的并行計(jì)算能力提出更高的要求，因此，圖形顯現(xiàn)是GPU芯片未來(lái)重要的發(fā)展方向。2、高性能計(jì)算：高性能計(jì)算主要包括通用計(jì)算和人工智能計(jì)算。通用計(jì)算就是用GPU來(lái)處理一些原本CPU可以處理、但是更適合擁有強(qiáng)大浮點(diǎn)計(jì)算能力的GPU處理的運(yùn)算，比如人臉識(shí)