引言：AI芯片——智能時代的“數(shù)字引擎”

人工智能芯片(AI芯片)作為支撐AI技術(shù)落地的核心硬件，正從實驗室走向千行百業(yè)。從云端大模型訓(xùn)練到邊緣端智能設(shè)備，從自動駕駛汽車到醫(yī)療影像分析，AI芯片的性能與效率直接決定了AI應(yīng)用的廣度與深度。中研普華產(chǎn)業(yè)研究院在《2025—2030年全球與中國AI芯片行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測研究報告》中指出，全球AI芯片市場正經(jīng)歷“架構(gòu)革命”“生態(tài)重構(gòu)”與“場景深化”三重變革，而中國憑借政策紅利、市場需求與技術(shù)突破，已成為全球AI芯片競爭的核心戰(zhàn)場。

一、市場現(xiàn)狀：從“技術(shù)追趕”到“局部超越”的全球格局

(一)全球市場：云端與邊緣端雙輪驅(qū)動

全球AI芯片市場呈現(xiàn)“云端訓(xùn)練主導(dǎo)，邊緣推理崛起”的特征。數(shù)據(jù)中心作為AI大模型訓(xùn)練的核心場景，占據(jù)全球市場份額的大部分。英偉達(dá)憑借其Blackwell架構(gòu)GPU(如B200)占據(jù)數(shù)據(jù)中心市場主導(dǎo)地位，其算力達(dá)一定水平，支持萬億參數(shù)模型訓(xùn)練。然而，ASIC(專用集成電路)芯片的崛起正在改變這一格局——谷歌TPU v5、特斯拉Dojo 2.0等定制芯片在推理場景的滲透率顯著提升，能效比是傳統(tǒng)GPU的數(shù)倍。

邊緣計算場景的爆發(fā)進(jìn)一步推動市場多元化。AIoT設(shè)備(如機(jī)器人、無人機(jī))對低功耗、實時性的需求催生了專用AI芯片市場。例如，地平線征程6芯片以高算力與BEV+Transformer算法融合，成為L4級自動駕駛領(lǐng)域的主流方案，已獲多家頭部車企定點。中研普華預(yù)測，到2030年，邊緣AI芯片市場規(guī)模將突破一定比例，成為全球AI芯片市場的重要增長極。

(二)中國市場：政策驅(qū)動與場景創(chuàng)新下的突圍

中國AI芯片市場在全球格局中扮演“追趕者”與“創(chuàng)新者”的雙重角色。政策層面，國家通過“十四五”規(guī)劃、集成電路大基金等舉措，推動AI芯片產(chǎn)業(yè)鏈自主可控。例如，工信部發(fā)布的《人工智能芯片發(fā)展行動計劃》明確提出，到2027年實現(xiàn)高端AI芯片國產(chǎn)化率大幅提升，并培育多家具有國際競爭力的龍頭企業(yè)。

市場層面，中國企業(yè)在特定場景中實現(xiàn)技術(shù)突破。華為昇騰系列芯片通過異構(gòu)計算設(shè)計(整合CPU與AI加速核)，算力密度較上一代提升數(shù)倍，支持千億參數(shù)大模型訓(xùn)練;寒武紀(jì)思元590芯片通過稀疏化計算技術(shù)，將推理功耗降低，在政務(wù)云、金融等領(lǐng)域形成規(guī)模替代。中研普華數(shù)據(jù)顯示，2025年中國云端訓(xùn)練芯片市場中，華為昇騰與寒武紀(jì)合計市占率大幅提升，國產(chǎn)化率從較低水平躍升至較高比例。

二、技術(shù)趨勢：從“單一架構(gòu)”到“多元融合”的范式革命

(一)架構(gòu)創(chuàng)新：存算一體與光子計算顛覆傳統(tǒng)

傳統(tǒng)馮·諾依曼架構(gòu)的“內(nèi)存墻”問題成為AI芯片性能提升的瓶頸。存算一體技術(shù)通過將計算單元與存儲單元融合，直接在內(nèi)存中完成計算，能效比較傳統(tǒng)架構(gòu)大幅提升。中研普華預(yù)測，到2030年，存算一體芯片將占據(jù)全球AI芯片市場的一定比例，其低功耗特性將推動AI芯片向邊緣端、移動端加速滲透。

光子計算芯片則通過光信號替代電信號進(jìn)行計算，實驗室驗證突破高主頻，延遲較傳統(tǒng)方案大幅降低。例如，人形機(jī)器人需多模態(tài)芯片同時處理視覺、語音與運(yùn)動控制信號，光子芯片的高帶寬、低延遲特性可滿足其實時交互需求。中研普華在報告中指出，光子計算芯片可能在數(shù)據(jù)中心互連場景中率先實現(xiàn)商業(yè)化，推動AI算力向更高帶寬、更低功耗演進(jìn)。

(二)工藝突破：Chiplet與先進(jìn)封裝打破制程依賴

7nm及以下先進(jìn)制程的研發(fā)成本與設(shè)備門檻持續(xù)攀升，Chiplet(芯粒)技術(shù)成為破解“制程焦慮”的關(guān)鍵。通過將多個小芯片(如CPU、GPU、NPU)通過先進(jìn)封裝(如CoWoS、3D堆疊)集成為一個系統(tǒng)級芯片，Chiplet技術(shù)可顯著提升計算密度、降低制程工藝依賴。例如，AMD MI300X芯片通過Chiplet集成多個小芯片，算力密度大幅提升;寒武紀(jì)推出的異構(gòu)集成芯片，性能接近更先進(jìn)制程產(chǎn)品，且成本降低。

中研普華分析，Chiplet技術(shù)的成熟將推動AI芯片設(shè)計從“單芯片競爭”轉(zhuǎn)向“系統(tǒng)級競爭”。企業(yè)需通過模塊化設(shè)計、開放架構(gòu)與生態(tài)合作，縮短開發(fā)周期、降低研發(fā)成本。例如，芯原股份推出的Chiplet互聯(lián)IP，使企業(yè)可通過標(biāo)準(zhǔn)化接口實現(xiàn)多芯片互連，推動技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用。

(三)生態(tài)協(xié)同：從“硬件競爭”到“全鏈整合”

AI芯片的競爭力不再局限于硬件性能，而是延伸至軟件生態(tài)。阿里云推出“魔搭”芯片適配平臺，提供從模型量化、編譯到部署的全流程工具，將算法遷移成本大幅降低;騰訊“紫霄”AI芯片聚焦視頻處理場景，支持超高清視頻實時編碼，已應(yīng)用于騰訊會議、視頻號等億級用戶產(chǎn)品。

中研普華在報告中強(qiáng)調(diào)，AI芯片企業(yè)需具備“芯片+框架+應(yīng)用”的全棧能力，才能構(gòu)建可持續(xù)的競爭優(yōu)勢。例如，華為昇騰通過“芯片+MindSpore框架”構(gòu)建全棧生態(tài)，實現(xiàn)從硬件到應(yīng)用的垂直整合;百度飛槳平臺適配多款國產(chǎn)芯片，開發(fā)者社區(qū)規(guī)模龐大，有效緩解CUDA生態(tài)依賴。

三、競爭格局：從“國際壟斷”到“多元共治”的生態(tài)重構(gòu)

(一)國際巨頭：技術(shù)領(lǐng)先與生態(tài)壁壘的雙重優(yōu)勢

英偉達(dá)、英特爾、AMD等國際巨頭憑借技術(shù)積累與生態(tài)優(yōu)勢，在AI芯片市場占據(jù)主導(dǎo)地位。英偉達(dá)通過CUDA生態(tài)壟斷訓(xùn)練市場，其Blackwell架構(gòu)GPU訂單排期持續(xù);英特爾通過收購Altera等公司加強(qiáng)FPGA領(lǐng)域布局，Gaudi3芯片以低價策略搶占推理市場;AMD則通過MI300系列芯片的算力性價比優(yōu)勢，在超算中心市場份額大幅提升。

然而，地緣政治與供應(yīng)鏈風(fēng)險正在削弱國際巨頭的優(yōu)勢。美國政府對先進(jìn)制程設(shè)備(如EUV光刻機(jī))的出口限制，導(dǎo)致中國廠商面臨技術(shù)封鎖;全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定性(如芯片短缺)也迫使企業(yè)建立多元化供應(yīng)鏈體系。中研普華建議，國際巨頭需通過開放架構(gòu)、生態(tài)合作與本地化生產(chǎn)，應(yīng)對中國市場的競爭挑戰(zhàn)。

(二)中國廠商：場景深耕與生態(tài)共建的差異化路徑

中國AI芯片企業(yè)通過場景深耕與生態(tài)共建，在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。華為昇騰系列芯片在智慧城市、工業(yè)質(zhì)檢等領(lǐng)域形成規(guī)模替代;寒武紀(jì)思元系列芯片在政務(wù)云、金融等領(lǐng)域滲透率持續(xù)提升;地平線征程系列芯片在自動駕駛領(lǐng)域占據(jù)主流地位。

中研普華分析，中國廠商的差異化競爭策略包括：

1. 場景化專精：聚焦智能駕駛、工業(yè)質(zhì)檢、醫(yī)療影像等高增長賽道，提供從芯片到算法的全棧解決方案。例如，推想科技的AI診斷芯片覆蓋大量三甲醫(yī)院，肺部CT閱片效率大幅提升。

2. 技術(shù)顛覆：探索存算一體、光子計算等顛覆性技術(shù)，降低對傳統(tǒng)架構(gòu)的依賴。例如，某企業(yè)推出的存算一體芯片，能效比較傳統(tǒng)芯片大幅提升，已在數(shù)據(jù)中心和邊緣計算場景中實現(xiàn)商用。

3. 生態(tài)開放：通過開源架構(gòu)(如RISC-V)、開放IP核與標(biāo)準(zhǔn)接口，降低設(shè)計門檻，推動技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用。例如，芯原股份推出的Chiplet互聯(lián)IP，使企業(yè)可通過模塊化設(shè)計縮短開發(fā)周期。

四、未來展望：從“技術(shù)競賽”到“范式革命”的十年機(jī)遇

(一)技術(shù)融合：AI與前沿科技的深度耦合

量子計算、神經(jīng)形態(tài)計算等前沿技術(shù)將與AI芯片深度融合，推動算力范式革命。量子-經(jīng)典混合計算芯片結(jié)合量子計算的高并行性與經(jīng)典計算的穩(wěn)定性，在密碼破解、材料模擬場景中展現(xiàn)指數(shù)級加速潛力;神經(jīng)形態(tài)計算芯片模擬人腦神經(jīng)元的工作原理，在特定場景中可替代傳統(tǒng)架構(gòu)。

中研普華預(yù)測，到2030年，量子計算芯片將占據(jù)高端市場一定份額，神經(jīng)形態(tài)計算芯片將在邊緣端、移動端實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。企業(yè)需通過產(chǎn)學(xué)研合作、技術(shù)儲備與場景驗證，搶占前沿技術(shù)制高點。

(二)場景深化：從“通用算力”到“垂直優(yōu)化”

AI芯片的應(yīng)用邊界將持續(xù)拓展，覆蓋智能制造、智慧醫(yī)療、金融科技等新興領(lǐng)域。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，AI芯片加速藥物分子設(shè)計與模擬濕試驗，將研發(fā)周期大幅壓縮;在能源領(lǐng)域，AI芯片優(yōu)化電網(wǎng)智能調(diào)度，使產(chǎn)品迭代速度大幅提升。

中研普華在報告中指出，場景深化將推動AI芯片從“通用算力”向“垂直優(yōu)化”轉(zhuǎn)型。企業(yè)需通過場景需求洞察、算法硬件協(xié)同優(yōu)化與生態(tài)合作，構(gòu)建場景化競爭優(yōu)勢。例如，華為昇騰聯(lián)合多家國產(chǎn)芯片企業(yè)構(gòu)建的生態(tài)，通過優(yōu)化算法與硬件協(xié)同，將推理成本大幅降低。

(三)全球化布局：從“技術(shù)封鎖”到“開放合作”

全球AI芯片競爭呈現(xiàn)“技術(shù)封鎖與開放合作”并存態(tài)勢。美國通過《芯片與科學(xué)法案》限制先進(jìn)制程設(shè)備出口，同時組建“AI芯片聯(lián)盟”推動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一;中國則通過“一帶一路”倡議與東南亞、中東國家開展芯片產(chǎn)能合作，并積極參與國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)標(biāo)準(zhǔn)制定，提升在全球芯片治理中的話語權(quán)。

中研普華建議，企業(yè)需建立“多元化供應(yīng)鏈體系”，加強(qiáng)與本土材料設(shè)備供應(yīng)商的合作，提升國產(chǎn)化率。例如，中微半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備進(jìn)入先進(jìn)制程產(chǎn)線，推動國產(chǎn)GPU晶圓產(chǎn)能大幅提升;滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微等企業(yè)加速硅片國產(chǎn)化，降低對進(jìn)口材料的依賴。

五、中研普華的獨家洞察：從“市場調(diào)研”到“戰(zhàn)略落地”

作為中國產(chǎn)業(yè)咨詢領(lǐng)域的領(lǐng)軍機(jī)構(gòu)，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院通過長期跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，AI芯片行業(yè)的競爭本質(zhì)是“技術(shù)生態(tài)×場景需求×政策環(huán)境”的三重博弈。我們建議：

· 對政府：完善“政策工具箱”，通過動態(tài)監(jiān)管、財政補(bǔ)貼等手段，推動行業(yè)從“規(guī)模擴(kuò)張”向“價值提升”轉(zhuǎn)型。例如，設(shè)立專項資金扶持存算一體、光子計算等前沿技術(shù)研發(fā)，優(yōu)化營商環(huán)境降低企業(yè)運(yùn)營成本。

· 對企業(yè)：把握“國產(chǎn)化、行業(yè)化、生態(tài)化”三大趨勢，構(gòu)建“技術(shù)+場景+生態(tài)”的核心競爭力。例如，針對自動駕駛領(lǐng)域開發(fā)異構(gòu)計算芯片，針對醫(yī)療領(lǐng)域開發(fā)AI影像分析芯片，同時提供從設(shè)計、制造到封測的全流程服務(wù)。

· 對投資者：關(guān)注具備自主EDA工具、成熟制程供應(yīng)鏈與場景化專精能力的企業(yè)。例如，投資采用Chiplet技術(shù)的企業(yè)，或布局在量子計算、AIaaS(AI-as-a-Service)領(lǐng)域有技術(shù)儲備的初創(chuàng)企業(yè)。

中研普華產(chǎn)業(yè)咨詢團(tuán)隊已為多家政府機(jī)構(gòu)、頭部企業(yè)提供戰(zhàn)略規(guī)劃服務(wù)。例如，我們?yōu)槟呈〖壵幹频摹禔I芯片“十五五”發(fā)展規(guī)劃》，明確提出“建立省級AI芯片創(chuàng)新中心”“培育百家專精特新AI芯片企業(yè)”等目標(biāo)，獲得高度認(rèn)可。

結(jié)語：AI芯片——驅(qū)動未來的“數(shù)字基石”

2025—2030年，是中國AI芯片行業(yè)從“技術(shù)追趕”到“全球引領(lǐng)”的關(guān)鍵窗口期。市場規(guī)模突破萬億元，技術(shù)迭代加速，國產(chǎn)替代進(jìn)入深水區(qū)。對于投資者而言，聚焦高算力賽道、場景化專精、技術(shù)顛覆者三大方向，選擇具備全棧能力、生態(tài)布局完善的企業(yè)，將是制勝關(guān)鍵。

正如中研普華產(chǎn)業(yè)研究院在報告中所言：“AI芯片的競爭，本質(zhì)是算力生態(tài)的競爭。從單點技術(shù)突破到全鏈協(xié)同創(chuàng)新，中國企業(yè)正在書寫從‘追趕者’到‘領(lǐng)跑者’的轉(zhuǎn)型故事。”在這場技術(shù)革命中，唯有那些能精準(zhǔn)把握技術(shù)趨勢、深度綁定場景需求、并構(gòu)建開放生態(tài)的企業(yè)，方能在這場萬億賽道中脫穎而出。

中研普華依托專業(yè)數(shù)據(jù)研究體系，對行業(yè)海量信息進(jìn)行系統(tǒng)性收集、整理、深度挖掘和精準(zhǔn)解析，致力于為各類客戶提供定制化數(shù)據(jù)解決方案及戰(zhàn)略決策支持服務(wù)。通過科學(xué)的分析模型與行業(yè)洞察體系，我們助力合作方有效控制投資風(fēng)險，優(yōu)化運(yùn)營成本結(jié)構(gòu)，發(fā)掘潛在商機(jī)，持續(xù)提升企業(yè)市場競爭力。

若希望獲取更多行業(yè)前沿洞察與專業(yè)研究成果，可參閱中研普華產(chǎn)業(yè)研究院最新發(fā)布的《2025—2030年全球與中國AI芯片行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測研究報告》，該報告基于全球視野與本土實踐，為企業(yè)戰(zhàn)略布局提供權(quán)威參考依據(jù)。