摘要：ASIC 是一种为特定用途而定制的集成电路芯片,其特点是通过高确定性换得高效率,确定性带来性能的优化,与通用集成电路相比往往具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。2016年,Google发布TPU芯片(ASIC类)

1.ASIC 是AI芯片中的重要分支

ASIC 是一种为特定用途而定制的集成电路芯片,其特点是通过高确定性换得高效率,确定性带来性能的优化,与通用集成电路相比往往具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。2016年,Google发布TPU芯片(ASIC类),ASIC克服了GPU价格昂贵、功耗高的缺点,ASIC芯片开始逐步应用于AI领域,成为AI芯片的重要分支。

随着 AI 产业变革的持续演进,一方面算力需求快速增长,用户对于性能、功耗的要求进一步提升,大型云厂商逐步开始加入定制芯片赛道,针对自身算法进行设计,在这一过程中,ASIC 设计服务厂商迎来重要发展机遇。

2.全球AI芯片市场快速增长,ASIC占比将大幅提升

全球AI芯片市场快速增长,预计2022-2032年CAGR达29.72%。根据Precedence Research数据,2022年全球AI芯片市场规模约为168.6亿美金;随着专用AI向通用AI的发展,以及AI应用领域持续拓宽,算力需求爆发,拉动全球AI芯片市场快速增长,预计2032年将达到2,274.8亿美金,对应2022-2032年CAGR达29.72%。

预计ASIC在AI芯片的占比将大幅提升。根据McKinsey Analysis数据,在数据中心侧,2025年ASIC在推理/训练应用占比分别达到40%、50%;在边缘侧,2025年ASIC在推理/训练应用占比分别达到70%、70%,ASIC在AI芯片的占比将大幅提升。

多种类AI芯片并存,头部厂商纷纷切入ASIC领域。英伟达延续GPU路线,22年发布H100芯片,目前广泛应用于云端训练和推理;AMD利用自身技术积累,将CPU和GPU集成在一起,推出Instinct MI300芯片,预计23年H2上市。头部厂商开始切入ASIC领域,Google为AI ASIC芯片的先驱,21年推出TPU v4,运算效能大幅提升;英特尔19年收购Habana Lab,2022年推出Gaudi2 ASIC芯片;IBM、三星等头部厂商亦纷纷切入ASIC领域。

目前ASIC以推理场景应用为主,并开始切入到部分训练环节。对照北美四大CSP的自研产品路线:Google的TPU出货目前以v5产品为主,2025年将量产TPU v6;亚马逊的ASIC产品包括Trainium和Inferentia,分别用于训练和推理环节;微软和Meta也推出了各自的ASIC产品Maia 100和MTIA。由于大型CSP的业务模型、应用场景等多通过自身云来承载,每个云承载了独特的应用和商业模型,包括内部应用(比如搜索引擎、社交媒体等)、SaaS服务(比如AI聊天机器人、Copilot等)、IaaS服务等,自研ASIC可适应自身不同的业务场景和商业模式的需求。

3.博通和 Marvell 是 ASIC 的核心公司,市场份额领先

博通、Marvell 与国际头部 AI 参与者(微软、谷歌、Meta、亚马逊、字节、苹果等)达成了稳固的合作关系。在 ASIC市场,博通以 55-60% 的份额位居第一,而 Marvell 以 13-15% 的份额紧随其后。

博通:XPU 三年三倍,有望增长至 600-900 亿美元。XPU 三年三倍增长。2024 财年公司 AI 收入(包括定制 AI 加速器、XPU、网络)同比增长 220%至 122 亿美元,预计 2024 年 XPU 市场(博通对于 AI ASIC的说法)规模在 150-200 亿美元。公司预计,2027 年 XPU 和网络 SAM 在 600亿美元至 900 亿美元之间,24-27 年三年三倍级增长,显著高于 GPU 市场。三家大客户推出多代路线图。下一代 3nm XPU 有望在 2025 年下半年批量出货,大幅增长。目前有三家超大规模客户,已经开发多代 AI XPU 路线图,将在未来三年内以不同的速度部署。到 2027 年,三个客户都计划在单个结构中部署 100 万个 XPU 集群。两家潜在客户有望切入。另外两家超大规模企业也在与博通合作,正为下一代AI XPU 进行高级开发,博通希望 2027 年前将这些潜在客户发展成创收客户。

未来几年,博通、Marvell 主导 ASIC 市场增速显著快于 GPU 市场,成为 AI 算力市场强劲的新生力量。 ASIC 单卡价格低于 GPU,按照单卡 2 万美金,此前市场对于 AI 算力的关注重心在英伟达主导 GPU 市场,ASIC 市场起量后,算力卡的数量上浮 20%左右,网络侧需求有望进一步提升。

4.ASIC 投资逻辑与个股梳理

ASIC作为AI芯片的重要分支,针对特定需求优化性能与功耗,随着NLP大模型迭代及全球AI芯片市场快速增长,其占比将大幅提升。博通与Marvell作为市场领先者,凭借稳固合作关系与显著增长潜力,推动ASIC市场增速超越GPU,成为AI算力市场的新兴力量。

近期该方向主要有两大事件催化:一是博通股价大涨创新高,市值突破万亿美元大关,与此同时ASIC领域另一巨头Marvell也迎来大涨。二是OpenAI联合创始人Ilya近日指出,AI发展正从“预训练”向“推理”阶段加速倾斜,这一趋势将推动定制化芯片需求的快速增长。目前,ASIC芯片正广泛应用于推理场景。A股相关概念个股也有望得到情绪上的正面刺激。

相关个股:山石网科、云天励飞、淳中科技、寒武纪、广合科技、天融信、瑞斯康达、新易盛、中际旭创、天孚通信、太辰光、等。

参考资料:

1.2024-12-14浙商证券——ASIC 有望爆发式增长,利好核心光器件厂商

2.2024-12-16西南证券——AI ASIC:算力芯片的下一篇章

3.2024-3-20国盛证券——AI 算力的 ASIC 之路——从以太坊矿机说起

4.2024-7-17华泰证券——受益于 AI 网络架构变革+ASIC 趋势

来源：中国财富网一点号