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 Principaux consommateurs et utilisateurs finaux clés

La consommation sur le marché des processeurs d'IA est fortement concentrée entre les mains des géants du cloud qui disposent des capitaux nécessaires pour construire des datacenters de plusieurs gigawatts. Parmi les cinq principaux consommateurs qui dominent actuellement les carnets de commandes figurent Microsoft, qui a besoin d'une puissance de calcul massive pour l'intégration de Copilot et d'OpenAI ; Meta, qui développe activement son infrastructure pour l'entraînement de sa suite open source Llama ; Google (Alphabet), qui utilise à la fois des TPU internes et des GPU externes pour Gemini ; Amazon Web Services (AWS), qui prend en charge Anthropic et sa propre plateforme Bedrock ; et CoreWeave, un fournisseur de cloud spécialisé devenu une référence en matière de location de GPU. Ensemble, ces cinq acteurs devraient représenter plus de 60 % des achats d'accélérateurs d'IA haut de gamme en 2025.

En termes d'applications finales, l'entraînement de grands modèles de langage (LLM) reste le segment dominant, absorbant la plus grande part des puces les plus puissantes. Cependant, les systèmes de recommandation (utilisés par Meta et TikTok) et les flux de travail de génération augmentée par la recherche (RAG) en entreprise gagnent rapidement une part importante du marché des processeurs d'IA.

Paysage concurrentiel : principaux producteurs et architectures populaires

Du côté de l'offre, le marché des processeurs d'IA est caractérisé par un oligopole et une intense concurrence technologique. Nvidia demeure le leader incontesté, contrôlant entre 80 et 90 % des parts de marché grâce à son écosystème logiciel CUDA complet et aux performances de son matériel. De son côté, AMD s'est imposé comme la principale alternative, sa gamme MI300 gagnant du terrain auprès des hyperscalers soucieux de leurs coûts. Intel, troisième fournisseur majeur de semi-conducteurs, positionne ses accélérateurs Gaudi 3 comme une solution économique pour les clusters d'entreprise. Le quatrième acteur majeur n'est pas une entreprise en particulier, mais l'essor collectif des ASIC internes (circuits intégrés spécifiques à une application), conçus principalement par Google (TPU) et AWS (Trainium/Inferentia), et fabriqués par des partenaires tels que Broadcom et Marvell.

Actuellement, les processeurs les plus populaires sur le marché des processeurs d'IA sont les Nvidia séries H100/H200 Hopper, qui font office de référence pour l'entraînement des modèles. Le nouveau Nvidia Blackwell B200 est très attendu pour les déploiements de 2025 grâce à ses capacités d'inférence. Le MI300X d'AMD est largement utilisé pour les charges de travail d'inférence nécessitant une grande quantité de mémoire, tandis que les puces Trillium (TPU v6) de Google et Trainium2 d'AWS sont les puces personnalisées les plus répandues pour les charges de travail internes au cloud.

Zones géographiques critiques favorisant le déploiement

La géographie joue un rôle déterminant dans la répartition du marché des processeurs d'IA. Les États-Unis demeurent le principal centre de conception et de consommation, grâce à l'écosystème d'innovation de la Silicon Valley. La Chine arrive en deuxième position, bien qu'elle soit contrainte de s'appuyer sur des solutions nationales (comme Huawei Ascend) et sur des puces aux performances limitées en raison des restrictions à l'exportation. 

Cependant, l'Arabie saoudite et les Émirats arabes unis sont devenus de redoutables concurrents, tirant parti de leurs fonds souverains pour acquérir des dizaines de milliers de puces hautes performances afin de construire des clouds publics. Le Japon complète le quatuor de tête, grâce à d'importantes subventions publiques qui alimentent une revitalisation de son industrie nationale des semi-conducteurs pour soutenir la robotique et l'intelligence artificielle industrielle.

État du carnet de commandes pour 2025

À l'horizon 2025, le carnet de commandes du marché des processeurs d'IA révèle une situation de pénurie extrême. Les délais de livraison des GPU haut de gamme comme le Nvidia H100 se sont stabilisés à 30-40 semaines, mais le futur Blackwell B200 affiche déjà complet pour les 12 premiers mois de production. SK Hynix annonce que sa production totale de mémoire HBM pour 2025 est épuisée, ce qui signifie que le nombre d'accélérateurs pouvant être physiquement construits est déjà plafonné. Les géants du cloud comme Microsoft et Meta ont indiqué que leurs investissements resteraient élevés tout au long de 2025, garantissant ainsi un carnet de commandes bien rempli. Les acteurs du secteur doivent s'attendre à ce que, malgré une augmentation des livraisons grâce à l'amélioration des rendements de production, le marché des processeurs d'IA demeure un marché favorable aux vendeurs dans un avenir proche, caractérisé par des prix de vente moyens élevés et une allocation stratégique aux partenaires privilégiés.

Analyse segmentaire 

Le calcul haute performance stimule l'adoption massive de matériel informatique.

Selon le type de processeur, le GPU (processeur graphique) représente plus de 35,42 % du marché des processeurs d'IA. Cette domination s'explique par la capacité inégalée de ces puces à gérer les tâches de traitement parallèle nécessaires à l'entraînement des grands modèles de langage (LLM). Nvidia a consolidé son avance en livrant environ 2 millions d'unités H100 rien qu'en 2024, créant ainsi une base installée massive pour le calcul haute performance. La demande est si forte que le processeur H100 devrait générer plus de 50 milliards de dollars de revenus pour l'entreprise en une seule année. Les concurrents connaissent également une forte croissance, AMD ayant revu à la hausse ses prévisions de revenus pour 2024 concernant les accélérateurs MI300, les portant à 5 milliards de dollars. Le marché des processeurs d'IA est clairement défini par la puissance de calcul brute et la bande passante mémoire.

Sur le marché mondial des processeurs d'IA, les fabricants repoussent les limites physiques du silicium pour maintenir cette dynamique. Le nouveau GPU Nvidia Blackwell B200 intègre un nombre impressionnant de 208 milliards de transistors, surpassant largement les 80 milliards des générations précédentes. Grâce à ces avancées, le B200 offre une puissance de calcul de 20 pétaflops, le rendant indispensable à l'entraînement des modèles de nouvelle génération. De plus, le B200 réduit la consommation d'énergie d'un facteur 25, répondant ainsi aux enjeux cruciaux d'efficacité énergétique des centres de données. Le marché des processeurs d'IA continue de prospérer, comme en témoignent les levées de fonds de 7,5 milliards de dollars US réalisées par des entreprises telles que CoreWeave, spécifiquement destinées à l'acquisition de ces composants matériels essentiels.

• Nvidia a expédié environ 900 tonnes de puces H100 au cours du seul deuxième trimestre 2024.
• La nouvelle puce B200 offre une bande passante mémoire de 8 To/s grâce à la technologie HBM3e.
• Les revenus générés par AMD MI300 ont dépassé le milliard de dollars américains au deuxième trimestre 2024, confirmant ainsi la forte demande d'alternatives.

L'inférence embarquée accélère les mises à niveau des ordinateurs personnels

Selon les applications, les processeurs d'IA sont largement utilisés dans l'électronique grand public, qui représente la plus grande part de marché (37,46 %). La tendance à exécuter les tâches d'inférence directement sur les appareils afin de garantir la confidentialité et de réduire la latence alimente ce segment. IDC prévoit que les fabricants livreront environ 50 millions de PC dotés d'IA en 2024, marquant le début d'un important cycle de renouvellement. Cette dynamique s'accélérera rapidement, les livraisons devant atteindre 103 millions d'unités d'ici 2025. Les fournisseurs de semi-conducteurs réagissent avec vigueur ; Intel a livré 15 millions de puces Core Ultra fin 2024 pour répondre à la demande croissante d'ordinateurs portables plus performants. Le processeur d'IA moderne est désormais un composant standard des appareils grand public.

Les smartphones constituent également un terrain d'expérimentation crucial pour l'intégration du traitement neuronal. La gamme Galaxy S24 de Samsung a capté 58 % du marché des smartphones compatibles avec l'intelligence artificielle (GenAI) au premier trimestre 2024, témoignant de l'appétit des consommateurs pour l'intelligence embarquée. Ces appareils haut de gamme, souvent vendus à plus de 600 dollars américains, ont représenté 70 % des ventes du segment. Pour prendre en charge des fonctionnalités avancées telles que Copilot+, les PC de nouvelle génération nécessitent désormais une puissance de calcul minimale de 40 TOPS. Apple a emboîté le pas avec sa puce M4, dotée d'un moteur neuronal capable d'effectuer 38 billions d'opérations par seconde. À mesure que son adoption se généralise, le processeur d'IA devient la caractéristique déterminante de l'électronique grand public moderne.

• Les smartphones compatibles avec GenAI ont représenté 6 % des ventes mondiales de téléphones portables au premier trimestre 2024.
• Intel ambitionne de doter 100 millions d'ordinateurs de capacités intelligentes d'ici 2025.
• La part de marché des téléphones GenAI devrait atteindre 11 % du marché total de la téléphonie mobile en 2024.

L'optimisation du réseau exige une infrastructure d'intelligence en périphérie.

Selon le secteur d'activité des utilisateurs finaux, les technologies de l'information et les télécommunications constituent le principal utilisateur des processeurs d'IA, représentant la part de marché la plus importante (34,4 %). Les opérateurs de télécommunications investissent massivement pour optimiser les performances de leurs réseaux et gérer l'explosion du trafic de données. Le marché mondial de l'intelligence artificielle dans les télécommunications devrait atteindre 2,66 milliards de dollars américains en 2025, témoignant du besoin urgent d'automatisation du secteur. Verizon s'est associé à AWS pour déployer une fibre optique à haut débit spécialement conçue pour les charges de travail en périphérie de réseau, rapprochant ainsi la puissance de calcul de l'utilisateur. Le processeur d'IA est essentiel pour gérer l'augmentation de 24 % du volume de trafic vocal observée en 2024.

Les partenariats stratégiques consolident la position dominante de ce segment sur le marché mondial des processeurs d'IA. Nvidia a investi 1 milliard de dollars dans Nokia pour intégrer des solutions AI-RAN de qualité commerciale, témoignant d'une convergence majeure entre les équipements de télécommunications et d'informatique. Les dépenses en services logiciels GenAI au sein de ce secteur devraient atteindre 27 milliards de dollars en 2025. Les opérateurs anticipent également l'avenir : T-Mobile a lancé des essais de technologies AI-RAN en 2026. Le marché nord-américain de l'edge computing était à lui seul évalué à 650 millions de dollars en 2025. Ces investissements garantissent que le processeur d'IA demeure un élément central de la connectivité mondiale de demain.

• Les dépenses mondiales en logiciels d'intelligence artificielle générale dans le secteur des télécommunications devraient atteindre 37 milliards de dollars américains en 2025.
• Le marché des réseaux d'accès radio IA (AI-RAN) devrait dépasser les 200 milliards de dollars américains d'ici 2030.
• SK Telecom triple ses investissements dans les centres de données afin d'étendre sa présence mondiale.

Les dépenses d'investissement à très grande échelle alimentent la formation aux modèles génératifs

Selon le mode de déploiement, le segment cloud/centres de données détient la plus grande part du marché des processeurs d'IA, soit 65,56 %. Ce phénomène s'explique principalement par les investissements colossaux des hyperscalers qui cherchent à construire l'infrastructure nécessaire à l'intelligence générative. Amazon prévoit de dépenser 125 milliards de dollars en 2025, dont une part importante est consacrée à l'expansion de ses centres de données. De même, Microsoft a alloué environ 85 milliards de dollars pour l'exercice 2025 afin d'améliorer les capacités de sa plateforme Azure. Ces investissements massifs garantissent que le cloud demeure la plateforme centrale pour l'entraînement des modèles les plus complexes au monde. L'intérêt porté aux processeurs d'IA est manifeste, les entreprises se livrant une véritable course pour s'approvisionner.

L'échelle opérationnelle dans ce segment a atteint des niveaux sans précédent. Meta Platforms a officiellement dévoilé un unique cluster d'entraînement contenant 24 576 GPU H100, illustrant l'ampleur des déploiements modernes. Le géant des réseaux sociaux prévoit d'accumuler une puissance de calcul équivalente à 600 000 H100 d'ici fin 2024. Parallèlement, Google prévoit que ses dépenses d'investissement pour 2025 se situeront entre 91 et 93 milliards de dollars. Les dépenses cumulées des quatre principaux géants de la tech devraient atteindre 380 milliards de dollars en 2025. Un tel engagement financier consolide le rôle du cloud comme moteur principal de l'utilisation et du développement des processeurs d'IA.

• Les dépenses mondiales en matériel serveur GenAI devraient atteindre 180 milliards de dollars américains en 2025.
• AWS déploie des serveurs contenant des centaines de milliers de puces Trainium2 personnalisées.
• Microsoft et OpenAI prévoient un futur projet d'infrastructure d'une valeur de 100 milliards de dollars américains.

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Analyse régionale 

Amérique du Nord : Des injections massives de capitaux propulsent la production nationale et les infrastructures hyperscale

L'Amérique du Nord est l'épicentre incontesté du marché des processeurs d'IA, principalement parce qu'elle concentre la conception et le déploiement pour les géants du secteur. Détenant une part de marché dominante de 46,12 %, la région bénéficie de l'innovation dynamique de géants locaux comme Nvidia, dont la puce H100 est devenue la norme. À titre d'exemple, Nvidia a expédié à elle seule environ 2 millions d'unités H100 en 2024, générant des revenus considérables qui financent la recherche et le développement. Cette concentration de propriété intellectuelle garantit que l'architecture des futurs systèmes informatiques est largement dictée par les équipes d'ingénierie basées aux États-Unis.

De plus, ce leadership en matière de conception sur le marché des processeurs d'IA est renforcé par un déploiement d'infrastructures sans précédent et un soutien gouvernemental conséquent. Le département du Commerce américain soutient activement cet écosystème, comme en témoigne l'octroi à Intel d'un financement direct pouvant atteindre 8,5 milliards de dollars pour consolider la production nationale. Parallèlement, les hyperscalers déploient du matériel à une vitesse record ; la récente mise en service par xAI d'un supercluster de 100 000 GPU à Memphis illustre la capacité unique de la région à exploiter instantanément une puissance de calcul massive. En conséquence, la combinaison de ressources financières considérables, d'une politique fédérale favorable et d'un écosystème technologique mature assure à l'Amérique du Nord une place de choix à l'avant-garde de la révolution des processeurs d'IA.

Les monopoles critiques en matière d'emballage et les écosystèmes émergents de services d'arrière-plan stimulent la croissance dans la région Asie-Pacifique

La région Asie-Pacifique conserve la deuxième plus grande part de marché sur le marché mondial des processeurs d'IA, non seulement grâce à sa production de puces, mais aussi grâce à sa maîtrise des technologies complexes de traitement d'information qui déterminent les performances des processeurs d'IA modernes. Les acteurs du secteur doivent comprendre que la lithographie sur silicium brut est inutile sans un packaging avancé, un domaine où TSMC (Taïwan) détient un avantage concurrentiel majeur. La région est le seul pays à posséder la capacité de production de puces sur plaquette sur substrat (CoWoS), la technique de packaging 2.5D spécifique requise pour la fabrication des processeurs Blackwell de Nvidia et des processeurs de la série MI300 d'AMD. Avec un budget d'investissement de 28 à 32 milliards de dollars américains prévu pour 2024, TSMC développe activement sa capacité de production de packaging afin de résoudre le principal goulot d'étranglement des chaînes d'approvisionnement mondiales, dictant ainsi le rythme de livraison des accélérateurs haut de gamme au reste du monde.

De plus, le marché régional des processeurs d'IA tire parti de la diversification de la chaîne de valeur des semi-conducteurs, passant de la simple fabrication à l'assemblage et aux tests à haute valeur ajoutée. Tandis que la Chine atténue les restrictions commerciales en investissant 47,5 milliards de dollars dans des alternatives nationales telles que la gamme Ascend de Huawei, les pays voisins émergent comme les nouvelles superpuissances de l'assemblage final. La Malaisie, par exemple, attire des capitaux massifs, comme en témoigne l'expansion d'Infineon à Kulim pour un montant de 5,4 milliards de dollars, positionnant l'Asie du Sud-Est comme un pôle essentiel pour la gestion de l'énergie et l'assemblage final. Parallèlement, l'Inde entre en lice avec l'usine de fabrication de Tata Electronics à Dholera, d'une valeur de 11 milliards de dollars. En conséquence, la région Asie-Pacifique consolide sa position dominante en s'imposant à la fois comme architecte exclusif de l'intégration de mémoires à large bande passante et comme principal centre de production pour la finalisation des processeurs d'IA à l'échelle mondiale.

Évolutions stratégiques du marché : Les 10 principales étapes du marché des processeurs d’IA 

• Le 19 août 2024 , AMD a acquis ZT Systems pour 4,9 milliards de dollars américains, une décision cruciale lui permettant de fournir des solutions intégrées à l'échelle du rack et de contester directement la domination de Nvidia sur l'infrastructure.
• Le 29 octobre 2024, OpenAI a affirmé son indépendance en s'associant à Broadcom et TSMC pour construire des puces d'inférence propriétaires, dans le but de sécuriser une chaîne d'approvisionnement parallèle à celle des fournisseurs commerciaux.
• Le 24 avril 2024 , Nvidia a annoncé l'acquisition de la startup d'orchestration de charges de travail Run:ai pour 700 millions de dollars américains afin d'optimiser l'efficacité des clusters.
• Parallèlement, les concurrents se sont regroupés le 30 mai 2024 , lançant le consortium UALink (comprenant Google, AMD et Intel) afin de créer une norme d'interconnexion ouverte qui brise les monopoles matériels propriétaires.
• Le 2 septembre 2024, xAI a mis en service le cluster « Colossus » de 100 000 GPU, établissant un record de déploiement rapide sur le marché des processeurs d'IA .
• Le 17 septembre 2024, BlackRock et MGX ont lancé un partenariat d'infrastructure de 30 milliards de dollars américains, garantissant de fait le carnet de commandes futur du secteur.
• Le 16 septembre 2024, Intel a conclu un accord de plusieurs milliards de dollars avec AWS pour produire des puces d'IA personnalisées, validant ainsi son activité de fonderie.
• Le 8 octobre 2024, Foxconn a annoncé la construction d'une immense usine GB200 au Mexique, rapprochant ainsi l'assemblage des acheteurs nord-américains.
• Le 30 septembre 2024, Cerebras Systems a déposé une demande d'introduction en bourse, testant ainsi l'intérêt du public pour les architectures non-GPU.
• Le 17 février 2024 , SoftBank a lancé le « Projet Izanagi », visant un investissement de 100 milliards de dollars pour construire un géant des semi-conducteurs d'IA basé sur l'architecture Arm.

Principales entreprises du marché des processeurs d'IA

• Nvidia
• Intel
• Baidu
• DMLA
• Google
• IBM
• Technologies Qualcomm
• Microsoft
• Huawei
• Samsung
• Pomme
• SK Hynix Inc.
• Autres acteurs éminents

Aperçu de la segmentation du marché

Par type de processeur

• GPU
• Processeur
• FPGA
• ASIC
• NPU (Unité de traitement neuronal)
• TPU (Unité de traitement des tenseurs)

Par mode de déploiement

• Centre de données/cloud
• Edge/Sur l'appareil

Par l'industrie de l'utilisateur final

• Informatique & Télécom
• Automobile
• Electronique grand public
• Soins de santé
• BFSI
• Industriel

Par candidature

• Electronique grand public
• Automobile
• Soins de santé
• Automatisation industrielle
• Aérospatiale et défense
• Commerce de détail et robotique

Par région

• Amérique du Nord
  • Les États-Unis
  • Canada
  • Mexique
• Europe
  • Europe occidentale
    • Le Royaume-Uni
    • Allemagne
    • France
    • Italie
    • Espagne
    • Reste de l'Europe occidentale
  • Europe de l'Est
    • Pologne
    • Russie
    • Reste de l'Europe de l'Est
• Asie-Pacifique
  • Chine
  • Inde
  • Japon
  • Australie et Nouvelle-Zélande
  • Corée du Sud
  • ASEAN
  • Reste de l'Asie-Pacifique
• Moyen-Orient et Afrique
  • Arabie Saoudite
  • Afrique du Sud
  • Émirats arabes unis
  • Reste de la MEA
• Amérique du Sud
  • Argentine
  • Brésil
  • Reste de l'Amérique du Sud