AI芯片全景分析 -

人工智能產業“飛輪”加速：大模型對算力和數據的指數級需求，正把 AI 芯片推向下一個高速風口。國務院最新印發的《關于深入實施“人工智能+”行動的意見》，將“強化智能算力統籌”置于核心，明確支持芯片創新、生態培育和超大規模智算集群落地，為產業畫出清晰路線圖。資本市場迅速響應——寒武紀市值一度超越貴州茅臺，新晉“股王”誕生。一時間AI 芯片風頭無兩。

『制造前沿』本文徹底拆解 AI 芯片：從底層原理到技術路線，從全球格局到國產突圍，了解AI芯片，讀這一篇就夠了。

AI芯片定義與核心功能- Artificial Intelligence chip -01

01定義

AI芯片（又稱AI加速器或計算卡）是專用于處理人工智能應用中大量計算任務的微處理器，尤其擅長加速深度神經網絡、機器視覺及機器學習算法。

02核心功能

提供高效算力支持，實現語音識別、圖像處理等智能交互（如離線語音控制、聲紋安全保護）。

在云端和邊緣設備中承擔訓練（模型開發）與推理（模型應用）任務。

AI芯片技術分類- Artificial Intelligence chip -

目前，AI芯片領域已形成多元化的競爭格局，主要分為幾大流派：

01GPU（圖形處理器）

GPU稱為圖形處理器，它是顯卡的“心臟”是單指令、多數據處理，采用數量眾多的計算單元和超長的流水線，主要處理圖像領域的運算加速。以英偉達（NVIDIA）為代表。因其強大的并行處理能力，成為早期AI訓練的主力，至今仍在數據中心占據主導地位。它可視為AI芯片的“先驅”和“多面手”。

02ASIC（專用集成電路）

ASIC是一種為專門目的面設計的集成電路，是為實現特定要求而定制的專用AL芯片。除了不能擴展以外，在功耗，可靠性，體積方面都有優勢。其性能最強、能效最高。代表是谷歌的TPU（張量處理單元），在其云端為AlphaGo等AI應用提供算力；以及眾多創業公司推出的AI推理芯片。

03FPGA（現場可編程門陣列）：

FPGA稱為現場可編程門陣列，用戶可以根據自身的需求進行重復編程。適用于多指令，單數據流的分析，與GPU相反，因此常用于預測階段，用硬件實現軟件算法，因此在實現復雜算法方面有一定的難度。常被用于算法尚未固化、需要快速迭代的科研和原型開發階段。

04NPU（神經網絡處理單元）

通常作為SoC（系統級芯片）中的一個核心單元，集成到手機、平板等終端設備中。它專門用于加速設備端的AI推理任務（如人臉識別、圖像處理、語音喚醒），讓AI“觸手可及”。華為麒麟芯片中的NPU、蘋果A系列芯片中的神經網絡引擎皆是典型代表。

目前適合深度學習的人工智能芯片主要有GPU、FPGA、ASIC三種技術路線。GPU最先被引入深度學習，技術最為成熟；FPGA具有硬件可編程特點，性能出眾但壁壘高。ASCI由于可定制、低成本是未來終端應用的趨勢。

AI芯片市場格局- Artificial Intelligence chip -

2025年全球AI芯片市場正呈現出“GPU領跑、ASIC崛起”的發展態勢。

在GPU 賽道，英偉達憑借 CUDA 生態在高端訓練市場仍占 80% 以上份額，AMD 2024H2-2025 年裝機量爬坡，形成“一超一強”的格局。

ASIC 賽道，谷歌 TPU、亞馬遜 Trainium/Inferentia 等云廠商自研芯片 2025 年合計出貨預計可達英偉達 GPU 的 40%-60%，2026 年有望超越 GPU 成為第一大增量。

與此同時，中國本土AI芯片供應鏈自主化進程加速。中國AI芯片市場從此前英偉達的“一家獨大”向“百花齊放”的格局發展。

據全球著名咨詢公司弗若斯特沙利文預測，中國AI芯片市場規模將從2024年的1425.37億元激增至2029年的1.34萬億元，2025-2029年年均復合增長率53.7%。

業內資深人士認為，在國內AI芯片市場上，GPU和ASIC這兩種架構都會高速發展；但在國內的AI芯片廠商中，目前ASIC架構占據主導地位，ASIC架構的產品會發展得比國外更好。

據了解，2021年，英偉達在中國芯片市場份額高達95%，如今這一比例已經下降到 50%。2021-2024年，英偉達在中國的營業收入占比也從26.42%下降至13.11%。

近年來，中國AI芯片廠商乘勢崛起，國產AI芯片不斷取得新突破。比如，在2025世界人工智能大會的AI芯片展區，多家中國AI芯片廠商帶來前沿技術和創新產品：燧原科技推出第四代訓推一體產品燧原L600、沐曦集成發布全新旗艦GPU曦云C600……國產廠商都在不同的領域，通過各種方式來替代英偉達的芯片。

IDC數據顯示，2024年，中國本土AI芯片品牌滲透率約30%，出貨量達到82萬張，相較上年同期15%的國產品牌滲透率，呈明顯提升趨勢。這意味著中國AI芯片廠商的市場占有率正在快速提升。

另據集邦咨詢預測，2025年國產AI芯片在國內市場的占有率有望提升至40%，形成與外購芯片平分秋色的局面。

國產AI芯片主要廠商- Artificial Intelligence chip -

在國內AI芯片市場的參與者中，既有英偉達、AMD、海光信息、摩爾線程、沐曦集成等國內外GPU芯片公司，其中，摩爾線程以圖形GPU起家，上海市對燧原科技的支持力度比較大，沐曦集成今年發展最猛，而在圖形GPU領域，國內廠商中海光信息最強。也有華為海思、寒武紀、昆侖芯等ASIC芯片公司。

寒武紀、海光信息已上市，國內未上市的華為海思、沐曦股份、昆侖芯、天數智芯、壁仞科技、燧原科技、摩爾線程等也發展迅猛。

圖/ 國產AI芯片主要廠商與產品布局

盡管進步顯著，但中國AI芯片產業依然面臨諸如高端制程制造受限（EUV光刻機等）、EDA工具國產化率有待提升（當前約20%）、以及構建完善軟件生態的挑戰。