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我國GPU行業現狀與競爭分析:市場規模超百億 競爭呈“百花齊放”態勢

1、GPU概述

根據觀研報告網發布的《中國GPU行業現狀深度研究與未來前景預測報告(2024-2031年)》顯示,GPU(Graphics Processing Unit)被稱為顯示芯片,多用于個人電腦、工作站、游戲主機以及移動設備(智能手機、平板電腦、VR設備)上專門運行繪圖運算的微處理器,是計算機顯卡的核心。GPU分獨立和集成類,獨立GPU一般封裝在獨立的顯卡電路板上,擁有獨立顯存集成GPU的制作由CPU廠家完成,因此兼容性較強,并且功耗低、發熱量小。

目前,GPU行業應用領域廣泛,包括計算機游戲、虛擬現實、人工智能、圖像渲染、科學計算等。根據應用端,可將GPU分為移動端和桌面端,其中桌面端又分為服務器GPU和PC端GPU。

GPU分類

類別

運用

主要廠商

產品系列

PC GPU

集成GPU:主要用于提高辦公效率,對性能要求低;獨立PU:用于圖形設計、提高圖片制作清晰度以及3A游戲繪圖渲染能力,對性能要求高

NVIDIA、Intel、AMD

XeLP、TITAN V

服務器GPU

主委用于專業可視化處理、AI訓練、Al推斷的深度學習、提高計算運行能力以及視頻編解碼等功能,以獨立GPU為主

NVIDIA、AMD

Tesla、FireStream

移動GPU

主要用于提高游戲體驗、提升游戲處理性能,應用場景包括AR、桌面、云計算、數據中心等。受移動端功耗和體積限制,一般為集成GPU

Imagination、高通、蘋果、ARM、三星、華為、聯發科等

PowerVR系列、Adreno系列、公版Mali系列、Exynos、麒麟

資料來源:觀研天下整理

2、全球GPU行業規模不斷擴大,中國市場有望超百億

近年來,隨著全球GPU行業規模不斷擴大,2022年達到448億美元,預計2023年市場規模將達到595億美元,2018-2023年復合增長率為28.93%。

近年來,隨著全球GPU行業規模不斷擴大,2022年達到448億美元,預計2023年市場規模將達到595億美元,2018-2023年復合增長率為28.93%。

數據來源:觀研天下整理

在中國市場,從GPU應用終端來看,在AI的發展需求下,我國移動GPU和桌面GPU兩大主要終端應用場景市場持續保持增長。同時,在美國限制中國進口最新的英偉達GPU產品的情況下,國產GPU前景廣闊。根據數據顯示,2022年我國GPU市場規模達到83.6億美元,2023年市場規模約111億美元。

在中國市場,從GPU應用終端來看,在AI的發展需求下,我國移動GPU和桌面GPU兩大主要終端應用場景市場持續保持增長。同時,在美國限制中國進口最新的英偉達GPU產品的情況下,國產GPU前景廣闊。根據數據顯示,2022年我國GPU市場規模達到83.6億美元,2023年市場規模約111億美元。

數據來源:觀研天下整理

3、全球GPU呈三足鼎立寡頭競爭格局,NVIDIA占據近九成的市場份額

GPU圖形渲染功能門檻很高,硬件復雜度很大且圖形渲染功能本身受國際巨頭們的完整知識產權保護。因此,全球GPU市場現已形成NVIDIA、AMD和Intel三足鼎立的寡頭競爭格局,其市場市占率分別為88%、8%和4%。

GPU圖形渲染功能門檻很高,硬件復雜度很大且圖形渲染功能本身受國際巨頭們的完整知識產權保護。因此,全球GPU市場現已形成NVIDIA、AMD和Intel三足鼎立的寡頭競爭格局,其市場市占率分別為88%、8%和4%。

數據來源:觀研天下整理

全球主要GPU企業簡介

企業名稱

簡介

NVIDIA

獨立顯卡生產銷售商,旗下有民用的Geforce系列,還有專業的Quadro系列。其GPU具有cuda通用運算,PureVideo高清視頻技術,PhysX物理加速,Optimus智能顯卡切換等。今年三月份,英偉達推出新一代AI圖形處理器芯片(GPU)架構Blackwell,并重磅發布采用該架構的GPU——B200GB200產品系列。據了解,Blackwell可以支持多達10萬億參數的模型進行AI訓練和實時LLM推理。B200由兩個超大型Die(裸片)封裝組合而成,內含超過2080億個晶體管,是前一代800億個晶體管的兩倍以上,整塊芯片還封裝有192GB高速HBM3e顯存。

Inte

IntelGPU主要是集成顯卡,用于intel的主板和intel的筆記本。英特爾首代獨立顯卡于2022年發布,距今大致已有2年。近日,有媒體報道,英特爾向oneAPI DPC++ 編譯器的 LLVM 文檔添加了bmg_g21Battlemage G21、BMG-G21)核心相關代碼。這也是首次有Battlemage架構獨顯相關代碼現身該文檔,暗示Battlemage G21GPU有望成為英特爾下代獨顯首發型號。

AMD

是目前業內稀缺的可以提供高性能CPU、高性能獨立顯卡GPU、主板芯片組三大組件的半導體公司。2006年,AMD54億美元收購了ATI,成為了*家可以同時設計高性能CPUGPU的半導體公司。AMD旗下有民用的Radeon系列,還有專業的FireGL系列等。其GPU具有Stream通用運算,ATI Video Converter視頻轉碼,UVD高清視頻技術,Havok、BulletPixelux DMM三種物理引擎等。AMD GPU 分為兩個截然不同的產品領域,一個是針對游戲的,另一個是用于超級計算機、大數據分析和機器學習系統的。

資料來源:觀研天下整理

而隨著AI大模型等新技術快速發展,AI芯片需求持續提升,GPU國產替代需求旺盛,也為優質國產企業提供良好的發展空間。

4、國產替代需求旺盛,我國GPU行業呈現百花齊放態勢

目前,國內使用GPU芯片基本上均出自與NVIDIA和AMD,尤其是中高端產品占據GPU芯片70%以上的市場份額,而國產企業中僅有極少數能夠實現量產可對標國外中高端企業。因此,缺乏可以批量應用的國產化產品,一直是我國在GPU芯片領域的一個空白。

不過,值得注意的是,近幾年在信息安全問題頻發、美國技術封鎖及俄烏沖突的時代背景下,我國對芯片產業發展重視程度不斷加深,國家及各級地方政府相繼頒布相關政策,為GPU行業國產化替代提供強有力的政策支持。例如,在2024年1月29日,工業和信息化部、教育部、科技部、交通運輸部、文化和旅游部、國務院國資委、中國科學院等7部門聯合印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》,提出我國需加快突破GPU芯片、集群低時延互連網絡、異構資源管理等技術,建設超大規模智算中心,滿足大模型迭代訓練和應用推理需求。

我國GPU行業相關政策

發布時間

政策名稱

要點

2024129

《關于推動未來產業創新發展的實施意見》

提出我國需加快突破GPU芯片、集群低時延互連網絡、異構資源管理等技術,建設超大規模智算中心,滿足大模型迭代訓練和應用推理需求。

20237

工信部計劃出臺“推動算力基礎設施高質量發展政策文件”

工信部將結合算力行業最新發展情況,出臺推動算力基礎設施高質量發展的政策文件。在加強技術創新,培育良好生態上,一方面,將圍繞算力發展需要,增強自主創新能力,推進計算架構、計算方式和算法創新,加強CPU、GPU和服務器等重點產品研發,加過新技術、新產品落地應用;另一方面,圍繞算力相關軟硬件生態體系建設,加強硬件、基礎軟件、應用軟件等適配協同,提升產業基礎高級化水平,推動產業鏈上下游多方形成合力共建良好發展生態。

20238

《南京市加快發展元宇宙產業行動計劃(2023-2025)

發展關鍵基礎軟件,布局元宇宙專用操作系統、分布式架構中間件、數據庫軟件等。發展數字生產工具,支持元宇宙開發引擎、數字人生成、數字建模、演染引擎等工具的研發應用:發展核心硬件,推進圖形計算芯片、光學器件、聲學器件、人機交互等模塊選代升級。這部分還寫道,做強算力基礎設施,推進數據中心和人工智能算力中心建設布局。

20238

《關于高標準建設“中國視谷”高質量發展視覺智能產業的實施意見》

做深基礎層,攻堅高端專用芯片、智能傳感器,加快建設未來產業基礎設施。做強技術層,超前布局類腦計算、媒體感知計算、高級機器學習等技術領域,加強基礎軟件開發,推動開放創新平臺建設。

202377

《制造業可靠性提升實施意見》

重點提升電子整機裝備用SoC/MCU/GPU等高端通用芯片、氮化鎵、碳化硅等寬禁帶半導體功率器件、精密光學元器件、光通信器件、新型敏感元件及傳感器,高適應性傳感器模組,北豐芯片與器件,片式阻容感元件、高速連接器,高端射頻器件高端機電元器件、LED芯片等電子元器件的可靠性水平。

20237

《四川省元宇宙產業發展行動計劃(2023-2025)(征求意見稿)

聚焦元宇宙技術創新,建設未來科技新高地。聚焦8K超高清、近眼顯示、柔性顯示等關鍵技術,加快面向智能顯示的CPU(中夾處理器)、GPU(圖形處理器)、圖像傳感芯片等芯片研發及應用,豐富超高清屏幕、裸眼3D、全息顯示等產品供給,推動智能顯示向高分辨率、低時延、智能化等方向發展。

20211228

《“十四五”國家信息化規劃》

加快集成電路關鍵技術攻關,推動計算芯片、存儲芯片等創新,加快集成電路設計工具,重點裝備和高純靶材等關鍵材料的研發,推動柵雙極型晶體管(IGBT)、微機電系統(MEMS)等特色工藝的突破。

20211212

《“十四五”數字經濟發展規劃》

著力提升基礎軟件、核心電子元器件、關鍵基礎材料和生產裝備的供給水平,強化關鍵產品自給保障能力,實施產業鏈強鏈補鏈行動,加強面向多元化應用場景的技術融合和產品創新,提升產業鏈關鍵環節競爭力,完善5G、集成電路、新能源汽車、人工智能、工業互聯網等重點產業供應體系。

資料來源:觀研天下整理

因此,我國GPU行業雖然起步時間較晚,但是近幾年在資本的加持、人工智能的市場催化以及國家相關政策的支持,吸引大量企業進入這一賽道,市場呈現出“百花齊放”的態勢,甚至景嘉微、芯動科技等企業研發出一些表現出色產品。

我國GPU行業主要企業簡介

企業名稱

簡介

景嘉微

國內首家實現自主研發國產化GPU并產業化的企業。為打破ATI公司(現已被 AMD 收購)M9 芯片在軍用圖形顯控領域的長期壟斷,公司歷經多年技術鉆研,于2014 年成功研制國內*高性能GPU芯片JM5400,實現軍用GPU國產化。20188月公司成功研發第二代圖形處理芯片JM7200,并于2020年陸續完成與國產化設備的適配工作,逐步向通用領域拓展。202112月,公司正式發布第三代圖片處理芯片JH920。該芯片在產品性能和工藝設計上較前兩代產品大幅提升的同時,也為國產化GPU在人工智能、信息系統等領域帶來新的突破。

芯動科技

專注半導體領域IP定制、設計、流片的公司,從DDR到接口再到GPU均有涉獵。2021年年底,芯動推出的“風華1號”就是一款12nm的高性能顯卡,支持44K60幀輸出,最高支持161080P用戶同時在線,填補了國產4K級桌面顯卡和服務器級顯卡兩大空白?!帮L華”系列GPU 自帶浮點和智能3D圖形處理功能,全定制多級流水計算內核,可實現高性能渲染和智能AI算力,適用于元宇宙、云游戲、云桌面、AI計算等領域。

龍芯中科

目前,龍芯中科自主研發的GPU集成在7A2000中。龍芯7A2000是面向服務器及個人計算機領域的第二代龍芯3號系列處理器配套橋片,在7A1000基礎上實現全面的優化升級。此外片內首次集成了自研GPU,采用統一渲染架構,搭配32DDR4顯存接口,*支持16GB顯存容量。

芯瞳半導體

主要業務包括GPU芯片設計、異構計算平臺方案、嵌入式顯示系統解決方案、GPU應用部署解決方案。公司GPU架構采用了業界主流的統一渲染架構,并具有高度可擴展的互聯結構和計算陣列。2023年,芯瞳GB2062正式對外發布,這是芯瞳半導體推出的第二代自主研發高性能圖形處理器芯片。該芯片采用12nm CMOS工藝,具有自主設計、更強功能、更低功耗等特點,可廣泛適用于三維圖形領域(CAD、GIS、動畫模型、電腦游戲等)和通用計算(GPGPU)領域。

壁仞科技

致力于研發原創性的通用計算體系,建立高效的軟硬件平臺,同時在智能計算領域提供一體化的解決方案。BR100是由壁仞科技發布自主研發的*通用GPU芯片,其16位浮點算力達到1000T以上、8位定點算力達到2000T以上,單芯片峰值算力達到PFlops1PFlops等于1000萬億次浮點指令/秒)級別。

天數智芯

2018年正式啟動GPGPU芯片的設計研發工作,是國內首家GPGPU高端芯片及超級算力提供商。20211月,其成功自主研制7納米GPGPU高端自研云端訓練芯片,具有全方位生態兼容、高性能有效算力、指令集編程架構以及軟硬件全棧支持等優勢。

資料來源:觀研天下整理(WYD

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