2024年中国算力芯片行业现状及趋势研判：下游算力需求不断攀升，算力芯片市场需求不断增长 [图]

内容概况：算力芯片行业产业链主要包括上游、中游和下游三个部分。上游主要涉及算力芯片设计所需的半导体原材料和半导体设备供应，主要原材料包括硅片、光刻胶、溅射靶材、电子特气等。主要半导体设备包括单晶炉、光刻设备、PVD设备、检测设备等。中游则是芯片的设计、制造、封装和测试环节，下游则是芯片的应用领域，包括数据中心、云计算、人工智能、物联网等多个行业。2023年中国GPU市场规模为807亿元，较上年增长32.78%。随着人工智能、云计算、大数据、虚拟现实等领域的快速发展，对高性能GPU的需求日益增长。近年来，中国CPU行业市场规模持续扩大。2023年，中国CUP市场规模达到2160.32亿元。并在未来几年内保持快速增长。这一增长趋势得益于数据中心行业的快速发展以及信创政策的推动，尤其是在高单价国产CPU应用领域的增长。随着中国在5G、数据中心、人工智能、工业自动化、汽车电子等领域的快速发展，对FPGA芯片的需求呈现出快速增长的趋势。2023年中国FPGA市场规模约为249.9亿元，较上年增长19.68%。2023年全球ASIC市场规模为392亿美元，较上年增长2.35%。

关键词：算力芯片、CPU、GPU、ASIC、FPGA

一、算力芯片行业定义及分类

算力芯片是指专门设计用于进行大规模计算和运算的集成电路芯片，是计算机系统中的核心组件，负责执行各种计算任务和数据处理工作。它是一种高度集成的半导体芯片，通过电路设计和算法实现对数据的运算、存储和传输。算力芯片的性能直接影响着计算机系统的运算速度、能效、响应时间和处理复杂任务的能力。算力芯片可以分为多种类型，包括中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、神经网络处理器（NPU）、数字信号处理器（DSP）等。

算力芯片分类

二、算力芯片行业产业链

算力芯片行业产业链主要包括上游、中游和下游三个部分。上游主要涉及算力芯片设计所需的半导体原材料和半导体设备供应，主要原材料包括硅片、光刻胶、溅射靶材、电子特气等。这些材料是芯片制造的基础，其质量和性能直接影响芯片的性能和可靠性；主要半导体设备包括单晶炉、光刻设备、PVD设备、检测设备等。这些设备是芯片制造过程中必不可少的工具，其技术水平和性能对芯片制造的质量和效率有重要影响。中游则是芯片的设计、制造、封装和测试环节，下游则是芯片的应用领域，包括数据中心、云计算、人工智能、物联网等多个行业。

算力芯片行业产业链

三、算力芯片行业产业链上游分析

光刻胶是半导体制造中的关键材料，用于在晶圆上形成电路图案。我国光刻胶行业在过去几年中取得了显著的技术进步，特别是在KrF、ArF等高端光刻胶领域，一些国内企业已经实现了技术突破，部分产品性能达到国际先进水平，开始进入国内外市场。2022年，我国光刻胶行业市场规模达到190.69亿元。光刻胶在算力芯片制造过程中扮演着至关重要的角色。通过紫外线的照射，光刻胶能够在硅片表面转化成一个具有一定厚度的光刻胶层，并根据紫外线照射强度的不同形成不同线宽和间距的图案。这一过程极大地提高了芯片图形的制作精度，确保了算力芯片的高性能表现。在算力芯片追求高效能、低功耗、高密度的背景下，高精度的图形制作是不可或缺的。

2019-2022年中国光刻胶市场规模情况

中国作为全球最大的半导体市场之一，其半导体硅片市场规模不断增长。2023年中国半导体硅片市场规模约为164.85亿元。半导体硅片是制造算力芯片的基石，几乎所有的芯片都是在硅片上通过光刻、蚀刻、沉积等工艺制造而成。硅片的尺寸、纯度、平整度等特性直接影响着芯片的性能和良率。大直径硅片（如300mm）的使用能够提高芯片制造的效率，降低成本，对于大规模生产高性能算力芯片至关重要。随着算力需求的不断增长，对芯片性能、功耗和成本的要求越来越高。这推动了半导体硅片制备技术的持续创新，如极低缺陷密度的硅片、大直径硅片的量产、新型硅材料的开发等，为算力芯片的性能提升和成本优化提供了物质基础。

2019-2023年中国半导体硅片市场规模情况

相关报告：智研咨询发布的《中国算力芯片行业市场竞争态势及发展前景研判报告》

四、算力芯片行业发展现状分析

近年来，中国GPU行业在技术上取得了显著进步，尤其是在高性能计算、人工智能、数据中心等领域。GPU不仅用于图形处理，还广泛用于科学计算、数据分析、深度学习等需要大量并行计算的领域。在中国市场，GPU的应用领域包括计算机游戏、虚拟现实、人工智能、图像渲染、科学计算等。2023年中国GPU市场规模为807亿元，较上年增长32.78%。随着人工智能、云计算、大数据、虚拟现实等领域的快速发展，对高性能GPU的需求日益增长。中国作为全球第二大经济体和最大的互联网市场，为GPU行业提供了广阔的应用场景和市场需求。

2020-2023年中国GPU市场规模情况

近年来，中国CPU行业市场规模持续扩大。2023年，中国CUP市场规模达到2160.32亿元。并在未来几年内保持快速增长。这一增长趋势得益于数据中心行业的快速发展以及信创政策的推动，尤其是在高单价国产CPU应用领域的增长。中国CPU行业在技术上取得了显著进步，多家企业如龙芯、飞腾、申威、兆芯、海光等，已经研发并推出了多款基于自主指令集架构的CPU产品，涵盖了服务器、个人电脑、嵌入式系统等多个领域。这些CPU在性能、功耗、安全性等方面持续提升，逐步缩小与国际先进水平的技术差距。

2019-2023年中国CPU市场规模情况

随着中国在5G、数据中心、人工智能、工业自动化、汽车电子等领域的快速发展，对FPGA芯片的需求呈现出快速增长的趋势。这些行业对高性能、高灵活性和可定制性的计算解决方案有强烈需求，而FPGA正好满足了这些要求。2023年中国FPGA市场规模约为249.9亿元，较上年增长19.68%。FPGA不同于传统的CPU或GPU，它是一种可编程的集成电路，能够在芯片出厂后由用户通过软件编程来定义其逻辑和功能。能够提供高度并行的计算能力和灵活的硬件可编程性，非常适合于执行特定的计算密集型任务。与CPU相比，FPGA可以提供更高的并行性和更低的延迟，对于某些特定算法和应用，如信号处理、加密解密、图像处理、机器学习加速等，FPGA能够提供比通用处理器更高的性能和能效。

2019-2023年中国FPGA市场规模情况

随着云计算、大数据、人工智能、物联网等领域的快速发展，市场对高性能、低功耗、高集成度的定制化芯片需求显著增加。ASIC能够针对特定应用进行优化设计，提供比通用芯片更高的效率和性价比，因此在这些领域得到了广泛应用。2023年全球ASIC市场规模为392亿美元，较上年增长2.35%。ASIC是为特定应用而定制的集成电路。与通用处理器（如CPU或GPU）相比，ASIC在设计之初就针对特定应用进行了优化，因此在处理该应用相关的任务时，能够提供更高的性能和更低的功耗。这种优化使得ASIC在处理特定算法或数据时，能够展现出极高的算力，远超通用处理器。在算力芯片的范畴内，ASIC占据了重要的一席之地。特别是在加密货币挖矿、数据中心、云计算、人工智能等领域，ASIC芯片以其卓越的性能和能效比，成为了这些领域不可或缺的关键部件。

2019-2023年全球ASIC市场规模情况

五、中国算力芯片行业未来发展趋势

1、市场需求持续增长

随着全球数字化、智能化趋势的加速推进，各行各业对算力芯片的需求持续增长，成为推动中国算力芯片行业发展的强劲动力。从数据中心到边缘计算，从人工智能到物联网，从5G通信到自动驾驶，每一个领域都对高性能、低功耗、高集成度的算力芯片有着迫切的需求。例如，在数据中心领域，云计算的普及和大数据处理的需求推动了对高效能服务器芯片的大量需求；在自动驾驶领域，对实时数据处理和决策能力的要求，促使了对高算力、低延迟的车载芯片的需求激增；在人工智能领域，深度学习和神经网络的计算需求，催生了对专门优化的AI芯片的广泛需求。这些需求不仅推动了算力芯片市场规模的扩大，还促进了技术的迭代和创新，为中国算力芯片行业提供了广阔的发展空间。

2、自主可控与国产化

在国际环境复杂多变的背景下，中国算力芯片行业加速推进自主可控和国产化进程，以保障供应链安全，提升技术自主能力。自主可控不仅意味着在芯片设计、制造、封装测试等关键环节实现国产化，还涵盖了EDA软件、IP核、操作系统、开发工具等整个生态链的自主可控。这不仅是为了降低对外部供应链的依赖，减少国际环境变化带来的不确定性，更是为了掌握核心技术，提升行业竞争力。中国政府通过设立专项基金、税收减免、科研项目资助等政策措施，大力支持算力芯片行业的自主可控发展。同时，企业层面也在不断加大研发投入，提升技术创新能力，加速国产替代进程，推动中国算力芯片行业向更高水平迈进。

3、技术创新与产品升级

技术创新与产品升级是算力芯片行业发展的核心驱动力，对于提升行业核心竞争力至关重要。中国算力芯片行业正不断加大在先进制程技术、新材料、新架构、低功耗设计等领域的研发投入，推动芯片性能、能效和集成度的持续提升。例如，采用更先进制程技术的芯片能够实现更高的集成度和更低的功耗，而新材料的应用则有助于提升芯片的性能和可靠性。此外，针对特定应用领域的优化设计，如AI加速器、高性能GPU、FPGA和ASIC等，能够提供更高的计算效率和更低的延迟，满足不同行业对算力的特定需求。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国算力芯片行业市场竞争态势及发展前景研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。