前言：
外有遊戲影音、
AI等技術發展的推動，內有國產化和供應鏈安全的需求，國產GPU行業將迎來一個很長的景氣週期。
作者| 方文圖片來源 |網 絡
成長下的優勢推動GPU市場
從單純的圖形控制功能發展而來，GPU已經成為架構複雜度最高的晶片之一。
據資料統計，2020年，GPU行業規模為200億美元，預計2021年將增長15%。從2015年到2025年，GPU行業預計平均每年增長13%，將從80億美元擴充套件到350億美元的規模。
視覺化需要大量的圖形、影象計算能力，無論是雲端還是邊緣側都需要大量的高效能影象處理能力。因此最近這幾年GPU的增長速度非常快速。
從各個調研機構的資料預測來看，GPU在AI推理市場、伺服器市場、資料中心市場等都呈現出蓬勃增長的態勢。
隨著GPU自身在並行處理和通用計算的優勢，逐步拓展了其在伺服器、汽車、礦機、人工智慧、邊緣計算等領域的衍生需求。
GPU是AI訓練階段較為適合的晶片，在AI時代的雲端訓練晶片中佔據較大的份額，達到64%，2019-2021年年複合增長率達到40%。
此外，推動GPU市場增長的其他因素還包括越來越多的對汽車、製造業、房地產和醫療保健等各個行業的圖形應用程式和3D應用的支援。
在最近的5年裡，英偉達股價飆升2268%，在今年7月8日收盤後，英偉達市值首次超過英特爾，一度成為美國市值最高的晶片企業。
AMD公司的市值也同樣一路飆升，在最近其市值也逼近了千億美元的大關。
國內GPU發展條件已成熟
給國產GPU帶來真正機遇的是AI技術的爆發和信創產業的起步。
GPU 在平行計算、浮點以及矩陣運算方面具有強大的效能，逐漸在高效能計算、雲端AI應用等場景中處於主導地位。
雖然英偉達在這個領域佔據主導地位，由於其產品價格昂貴，且國內對產業鏈安全的考量，國產通用GPU（GPGPU）有著廣闊的成長空間。
同樣，由於信創產業的發展，國內的桌面GPU也得到了難得的發展機遇。
在圖形GPU領域，還是以景嘉微和航錦科技為代表的傳統企業為主力。
不過，國內從事CPU研發的企業，如兆芯、龍芯等，也開始切入這個賽道，增強了國內GPU企業的整體研發實力。
以國產替代為核心驅動力，在政策指引和充足資金保障下，整個信創產業將為國產GPU帶來巨大的市場空間，遠超以往的軍用等專業市場。
2019年全球AI基礎架構市場規模達到20.9億美元，同比增長58.7%，其中GPU伺服器佔據96.1%的市場份額。
據IDC預測，到2024年中國GPU伺服器市場規模將達到64億美元。如果國產GPU能在2024年取得30%的份額，即可獲得22億美元的市場空間。
國產GPU下階段的發展方向
國產GPU的生產商包括兩種：自主研發系以及引進系。
自主研發系包括：中船重工709所、中船重工716、景嘉微、航錦科技、龍芯、上海兆芯等機構和公司；引進系則有凱橋資本收購的Imagination。
目前，國產GPU中，較為知名的為中船重工701所的凌久GP101、中船重工716所的JARIG12、景嘉微的JM7200。
現在國內做GPU的企業，比如芯動科技、景嘉微等都開始加速發展，芯動科技所推出的“風華”系列GPU正在引起越來越多的關注。
芯動科技即將釋出的兩款“風華”系列智慧渲染GPU圖形處理器，將逐步改變國內桌面和伺服器領域客戶定製高效能GPU晶片長期受制於人的局面。
這兩款GPU晶片針對國內新基建客戶定製需求，填補國內高效能資料中心顯示卡空白，經芯動團隊多年研發積累，已完成設計，將實現年內量產。
GPU的3個未來趨勢是：大規模擴充套件計算能力的高效能計算（GPGPU）、人工智慧計算（AIGPU）、更加逼真的圖形展現（光線追蹤 Ray Tracing GPU)。
此外，由於GPU越來越廣泛地應用到手機、終端、邊緣計算節點等嵌入式裝置，所以高效能也是一個永恆的追求。
據統計，2019年上半年中國GPU伺服器市場規模為8.3億美金，同比增長53.7%，預計到2023年中國GPU伺服器市場規模將達到44.5億美金，5年CAGR為27.8%。
國內GPU要克服的[幾座大山]
①與英偉達等國際巨頭相比，國內GPU只能屬於起步階段。在圖形GPU方面，國內領先的景嘉微公司，其最新產品也只相當於英偉達2018年初的水平。
資料顯示，全球GPU技術領域專利數量排名前20的公司佔有全球70%的GPU專利。
英偉達，英特爾和AMD還是GPU技術領域全球專利家族持有數量排名的前三。其中，英偉達持有專利數量佔全球總量的近20%。
②在圖形領域，GPU對於CPU和作業系統的依附性很強。在GPGPU領域，CUDA生態還是國內企業必須要翻越的一座大山。
當前的AI開發工程師，多數是在CUDA平臺上進行開發的。因此，即使有國產GPU晶片可以實現替代，但是要開發者實現遷移，則是更為艱鉅的一項工作。
④未來更多高畫質3D應用的出現將帶來GPU高畫質圖形影象顯示需求的持續增長，對GPU處理能力也是一項不小的挑戰，持續改進GPU系統架構和設計方法，提高運算能力和綜合顯示能力，以應對高畫質顯示的發展要求。
⑤近些年，國外GPU技術快速發展，已經大大超出了其傳統功能的範疇。國內GPU晶片的研製雖然可滿足目前大多數圖形應用需求，但在科學計算、人工智慧及新型的圖形渲染技術方面仍然和國外領先水平存在較大差距，未來持續發展國產GPU勢在必行。
結尾：
GPU在人工智慧領域有著巨大的發展空間，晶片巨頭也紛紛看好這一領域。同時，在國產替代和新基建的雙重力量推動下，國產GPU將會有不錯的前景。
部分資料參考：愛集微APP：《集微諮詢：從3D影象到資料中心 國產GPU的新藍海時代》，ITheat熱點科技：《2021年CPU市場預測：GPU進步倒逼CPU單執行緒提升》，華經情報網：《圖形處理器（GPU）行業市場現狀分析，國產替代空間值得期待》
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