中国及全球GPU行业发展现状及未来发展趋势分析

中国及全球GPU行业发展现状及未来发展趋势分析一、GPU综述GPU即图形处理器（graphicsprocessingunit，缩写GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。GPU是显卡的处理器：显卡全称显示适配卡，又称显示适配器，用于协助CPU进行图像处理，作用是将CPU送来的图像信号经过处理再输送到显示器上，由主板连接设备、监视器连接设备、处理器和内存组成，GPU即是显卡处理器。由于CPU并不适合大规模并行计算，因此需要加速芯片执行AI算法，目前AI加速芯片主要包括图形处理器(GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、神经拟态芯片等。GPU的优势在于提供了多核并行计算的基础结构，且核心数非常多，可以支撑大量数据的并行计算，拥有更高的浮点运算能力；缺点在于管理控制能力弱，功耗高。二、GPU行业产业链GPU行业产业链主要涉及三个环节：设计、制造、封装。整体供给模式有IDM和Fab+Fabless两种。DM模式将设计、制造和封测集中在一起，代表厂商有英特尔。Fab+Fabless模式的代表有AMD设计，台积电制造，通富微电封测；ARM阵营的苹果设计，台积电制造，日月光封测。三、GPU行业发展现状从全球GPU行业市场规模来看，据统计，2020年全球GPU行业市场规模为254.1亿美元，预计2027年将达到1853.1亿美元，年平均增速为32.82%，保持高速增长状态。中国大陆独立GPU2027年市场规模超过341亿美元，国产替代孕育良好机会。由于NVIDIA和AMD基本占据了独立GPU市场的全部份额，所以根据两者2020年在中国大陆的独立GPU销售收入，可以估测2020年中国大陆GPU市场的规模。估算得出2020年中国大陆的独立GPU市场规模为47.39亿美元，保守假设中国GPU市场规模保持与全球GPU市场规模相同的增速，预计2027年中国大陆GPU市场规模将超过345.57亿美元。注：统计数据不包括中国台湾从国内GPU芯片板卡市场来看，增长速度或将趋缓。据统计，2020年中国GPU芯片办卡市场规模为124亿元，同比增长40.91%。预计到2024年，市场规模将达到370亿元，年均复合增长速度约为30%。四、中国GPU行业发展历程国产GPU的发展落后于国产CPU，直到2014年4月，景嘉微才成功研发出国内首款国产高性能、低功耗GPU芯片—JM5400。在国产GPU的开发中，GPU对CPU的依赖性和GPU的高研发难度，阻碍了该产业的快速发展。近年来，我国GPU行业发展穷追猛打，培养出一大批国内领军企业，其中包括景嘉微、航锦科技、芯原股份、壁仞科技，中船重工等。五、GPU行业未来发展趋势GPU未来主要有两大应用发展方向。从需求端考虑，GPU的优势在于并行计算，需要大规模运用到并行计算的领域就是未来GPU的发展方向。1、更加逼真的图形展现：图形显现是GPU芯片最初的功能，随着视觉科技和虚拟现实技术的发展，更加真实的图形显现效果会对GPU的并行计算能力提出更高的要求，因此，图形显现是GPU芯片未来重要的发展方向。2、高性能计算：高性能计算主要包括通用计算和人工智能计算。通用计算就是用GPU来处理一些原本CPU可以处理、但是更适合拥有强大浮点计算能力的GPU处理的运算，比如人脸识