AI ASIC推理优势显著,国内外云厂商自研芯片布局进展

  • 来源:国海证券
  • 发布时间:2026/08/12
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计算机行业国产算力专题系列:AI ASIC,推理场景优势显著,与GPU共筑算力新格局.pdf

全球云巨头及模型厂商正加速布局AIASIC方案,以应对推理场景对能效比和成本的敏感需求。AIASIC通过定制架构去除通用冗余模块,在推理环节相比GPU具有显著优势,两者形成互补共存格局。海外巨头批量部署谷歌TPU、AWSTrainium、MetaMTIA及微软Maia等多款自研芯片已进入批量部署或量产加速阶段。谷歌第八代TPU拆分训练与推理芯片,AWSTrainium3进入出货爬坡,Meta计划2027年大规模部署MTIA450/500,微软Maia200专门优化推理场景。国产芯片商业化落地国内头部云厂商均已布局自研AIASIC。字节SeedChip有望2026年量产10万颗;阿里真武M890...

AI ASIC技术架构与应用场景分析

AI ASIC是专为神经网络训练与推理任务定制的芯片,通过去除通用冗余模块、引入脉动阵列或专用张量单元等手段,实现更高计算密度、更优能效比及更低成本的核心目标。按照不同架构,AI ASIC可进一步分类为TPU、NPU、LPU等。其中,TPU由谷歌率先推出,已成为云端训推ASIC标杆;NPU最初面向CNN卷积设计,后扩展为AI加速主力;LPU由Groq提出,专为LLM推理场景打造。

在应用场景方面,训练场景GPU仍占主流,而推理场景AI ASIC优势显著。训练环节是为通过样本数据训练神经网络模型的过程,对芯片算力性能要求较高,同时训练任务算法迭代快、需求灵活,与GPU架构天然契合。此外,英伟达凭借CUDA软件生态优势,构建了强大的开发者基础和框架兼容性。相比之下,推理是用已训练好的模型处理数据,模型完成训练后其算法逻辑和计算流程相对固定,使得推理场景对芯片的灵活性要求较低,而对能效比和成本更为敏感。数据显示,谷歌TPU v5e能效比是英伟达H100的3倍,TPUv5单位算力成本为英伟达H100的70%。

海外云巨头自研AI ASIC部署进展

全球云巨头及模型厂商普遍探索AI ASIC方案,以实现优于通用GPU的能效及更低延时。谷歌当前主力TPU为第七代Ironwood(TPU v7),单芯片FP8稠密算力达4.6 PFLOPS,搭载192 GB HBM3E。2026年4月,谷歌正式发布第八代TPU,首次将其拆分为面向训练的TPU 8t与面向推理的TPU 8i两颗独立芯片,计划于2027年底全面量产。据DIGITIMES Research,2026年谷歌TPU出货量预计占整体AI ASIC市场46%。

AWS Trainium 3已进入出货爬坡阶段,单芯片FP8算力达2.52 PFLOPS,预计2026年Q3开始放量。Trainium 4预计2026年12月上市,单芯片FP8稠密算力提升至7.6 PFLOPS。Meta公布两年四代芯片路线图(MTIA 300/400/450/500),FP8算力从1.2 PFLOPS覆盖至10 PFLOPS,MTIA 450与500计划2027年大规模部署。微软Maia 200于2026年2月发布,专门面向推理场景优化,用于Azure数据中心,可支持OpenAI GPT-5.2等应用。

国内互联网大厂自研芯片商业化落地

国内头部云厂商在持续加大AI资本开支的背景下,也积极布局自研AI ASIC芯片。字节跳动自研芯片核心逻辑在于通过定制化芯片降低算力成本,布局AI芯片、CPU、VPU、DPU四大产品线。AI推理芯片SeedChip采用NPU架构,2026年有望量产10万颗,主要应用于抖音、豆包等自有业务场景。同时正在开发受Groq LPU启发的新一代推理芯片,引入RRAM阻变存储技术以绕开HBM供应瓶颈。

阿里旗下平头哥覆盖AI芯片、服务器CPU及其他三大产品线。真武810E采用GPGPU路线,综合性能对标英伟达H20,已在阿里云实现多个万卡集群部署。2026年5月发布新一代真武M890训推一体芯片,性能较810E提升约3倍,并同步发布128卡磐久超节点方案。截至2026年5月,阿里AI芯片累计出货量达56万片,服务覆盖20多个行业的数百家客户。

百度昆仑芯依托自研XPU架构完成三代芯片迭代,主力产品P800采用7nm工艺,已交付多个万卡集群。2026年7月发布M100,面向云端大规模推理,对标英伟达H20,计划2026年内正式上市。腾讯布局AI推理、视频转码、网络ASIC三大赛道,紫霄系列AI推理芯片与燧原联合开发。2026年7月发布紫霄2.0,面向大模型训练与推理,训练性能提升4倍、推理吞吐提升3倍,2026年计划新增自研紫霄芯片占比达30%。

产业链合作模式与市场格局展望

AI ASIC产业链合作模式通常为联合开发,大厂负责定义芯片规格与架构设计,前端物理实现与博通、Marvell等专业ASIC设计公司联合完成。博通和Marvell凭借关键IP和系统方案占据关键位置。AI ASIC与GPU并非互相替代,而是“效率”与“灵活性”的权衡,多芯片策略已成为标配。据TrendForce,2026年AI ASIC服务器出货量预计达AI服务器总市场27.8%,2030年提升至39.5%。随着AI ASIC在推理场景具备显著的能效比与成本优势,有望在各大互联网厂商中加速放量,利好具备自研架构与生态协同能力的头部芯片厂商及互联网AI ASIC产业链上下游企业。

编辑:流星雨
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