ASIC特征、产业链、市场规模与云厂商布局分析

Marvell预计28年AI ASIC市场规模554亿美元，23-28年CAGR为53%。

1.ASIC：AI时代的新宠

ASIC具备高专用性和高性价比的特征。GPU拥有高并行计算能力，适用于多种计算任务，适用于AI训练和推理场景。而ASIC芯片为特定应用定制，因此可 以在特定场景中实现低成本、高性能、低功耗，具备高专用性和高性价比特征。ASIC的限制同样明显，ASIC芯片设计的前期投入较高，一旦设计完成难以 更改，这限制了其对于新算法、新任务的适用能力。所以，过往ASIC芯片大多适用于5G网络、挖矿等特定场景。

云厂商对AI算力的需求扩张，致使ASIC方案成为新宠。AI ASIC发展条件逐渐成熟：①特定场景（AI推理）需求加速，以ChatGPT为代表的AI推理需求加速 增长；②头部云厂商AI资本开支持续加码，足以体现ASIC方案的性价比优势，25年头部CSP厂商的Capex已超3000亿。

2.ASIC产业链：博通、Marvell掌握IP资源，占据60%以上市场份额

从ASIC产业链来看，可以分为前端、后端、流片三个核心环节。前端（云厂商内部设计团队）：云厂商对于更好性能、更低功耗、更低成本的AI芯片需求 提升，因此CSP正在组建大型芯片设计工程师团队。云厂商内部的芯片设计团队主要负责对芯片功能、性能提出具体需求。

后端（博通、Marvell占据60%以上份额）：由于云厂商没有能力完成独立的SoC设计，往往会寻求与半导体公司进行合作。ASIC公司拥有IP设计、芯片 设计、先进封装集成能力。目前全球两家最大的ASIC半导体公司为博通和Marvell。根据华尔街见闻，目前两家公司占据了超过60%的份额，博通以55%- 60%份额位居第一，Marvell以13%-15%的份额位居第二。在流片环节，目前AI ASIC的流片仍由台积电主导。

3.市场规模：28年AI ASIC市场规模达554亿美元

Marvell预计28年AI ASIC市场规模554亿美元，23-28年CAGR为53%。根据Marvell，2023年定制芯片市场规模约为210亿美元，其中包括定制化加速芯片 （ASIC/XPU）、交换、互联、存储等，预计2028年市场规模达940亿美元，23-28年CAGR为35%。聚焦AI ASIC市场，23年ASIC市场规模约为66亿美元， 预计28年达到554亿美元，23-28年CAGR为53%。

博通预计27年定制化AI市场规模可达600-900亿美元。根据博通业绩会，公司预计2024年其SAM规模（包括ASIC和网络产品）将达到150-200亿美金之间， 预计至2027年SAM规模将增长至600-900亿美元。

4.主要云厂商ASIC布局

时间节奏：23-24年自研项目集中发布，25-26年加速放量

我们认为，自研芯片的量产节奏一般相对项目公告时间有所滞后，同时考虑到方案成熟度，往往第二代自研芯片的需求量明显提升。谷歌自研芯片的时间最早，目前已迭代到v7版本。亚马逊自2022年发布第一代Trainium芯片，进度相对较快，目前已有3代方案。 META、微软、OpenAI的自研芯片方案集中在23-24年发布，因此我们预计25-26年有望加速放量。

性能指标：当前主流版本算力性能对标英伟达H系列

当前云厂商自研ASIC的算力性能指标基本对齐英伟达H系列，在能效比上具备一定优势，而在Scale-Up互联上仍存在一定差距。算力指标（FP16）：英伟达H100（990 Tflops）、谷歌TPU V6e（918 Tflops）、AWS Trainum 2（ 667 Tflops）。功耗指标：英伟达H100（700W）、谷歌TPU V6e（383W）、AWS Trainum 2（500W）。互联带宽：英伟达H100（900GB/s）、谷歌TPU V6e（448GB/s）、AWS Trainum 2（512GB/s）。

谷歌：TPU方案成熟，约占ASIC出货量的70%

首款谷歌TPU V1发布于2016年，语音搜索、图片搜索等功能的出现催生了大量计算需求，因此，TPU v1主要用于数据中心推理。TPU是目前ASIC当中最成熟的产品。根据Digitimes测算，2024年全球ASIC出货量达345万颗。谷歌TPU作为ASIC领域的代表性产品，其市占率从2023年 的71%提升至2024年的74%。除谷歌内部使用外，谷歌TPU也为企业客户的AI大模型提供支持。例如，自动驾驶汽车公司 Essential ，Nuro 致力于通过使用 Cloud TPU 训练机器人； Deep Genomics 正在利用 TPU 推动药物发现；德勤将使用TPU通过生成式 AI 实现业务转型。

AWS：Trainium2 已推出，25年出货量快速增长

亚马逊Trainium2 于2023年发布，2025年出货量增长超70%。根据Trendforce，AWS的出货成长力道强劲，24年年增率突破200%。预计2025年AWS出货 量将成长70%以上，并更聚焦往Trainium芯片发展，投入AWS公有云基础设施及电商平台等AI应用。 Amazon EC2 Trn2 实例由 16 个 AWS Trainium2 芯片提供支持，专为生成式人工智能而构建，并提供了一些高性能 EC2 实例，用于训练和部署具有数千 亿乃至数万亿参数的模型。与当前一代基于 GPU 的 EC2 P5e 和 P5en 实例相比，Trn2 实例的性价比高出 30-40%。 目前AWS Trn2已服务超过200位客户。其中，美国运营商Verizon使用AWS加快推出5G功能，航空公司Korean Air用于预测和预防机队维护，健康食品零售 商Naturo基于AWS Trn2网络创建销售平台。