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市场情景
半导体市场中的人工智能(AI)在2024年的价值为719.1亿美元,预计到2033年将达到3216.6亿美元的市场估值,在2025 - 2033年的预测期间的复合年增长率为18.11%。
人工智能在半导体领域的全球部署已经达到了前所未有的规模,台湾成为AI服务器生产中无可争议的领导者。截至2024年,台湾制造商在全球范围内提供超过90%的AI服务器,巩固了该国作为AI服务器制造的全球枢纽的地位。 TSMC进一步增强了这种优势,TSMC的高级芯片几乎是所有领先的AI加速器不可或缺的,包括Nvidia,AMD和Google的芯片。美国也取得了长足的进步,白宫在2024年发起了1亿美元的竞赛,以培养专门用于半导体制造的AI技术。现在,AI是美国半导体设计工作流中的主食,简化了缺陷预测,布局生成和设计优化等过程,可以加速创新并缩短市场的时间。
欧洲在半导体市场的人工智能(AI)中不远,部署了AI来优化芯片设计和制造,特别关注功耗和优化产量。印度的“印度制造”运动促进了AI在制造,医疗保健和金融方面的整合,并非常重视半导体应用。同时,中国正在积极培养其AI和半导体生态系统,例如“ Hangzhou Chengxi科学技术创新走廊”,旨在促进该领域的初创公司。 TSMC在高级节点(例如3NM和2NM)的开发中继续领先,这对于下一代AI计算至关重要。 AI驱动的缺陷检测系统已成为美国和台湾主要晶圆厂的标准配置,而欧洲公司则大量投资于AI驱动的先进包装和新材料,以确保该地区在快速发展的半导体景观中保持竞争力。
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初创企业和创新:新的AI Chip Ventures和全球生态系统扩展
半导体市场中人工智能(AI)中的AI半导体初创企业景观正在经历着非凡的繁荣,全球范围内出现了新的企业和创新。在中国,两家AI-Chip初创公司Moore Thread和Metax在寻求IPO在2024年筹集16.5亿美元的总和,这表明投资者对该行业的信心强烈。在美国,AYAR LABS正在商业化AI数据中心的高速光学互连,而Celestial AI正在开发光学解决方案,以应对大规模AI工作负载的带宽和延迟挑战。 Encharge AI引入了用于PC的加速器芯片,旨在以较低的成本和功率交付GPU级计算,而LightMatter则开创了用于高速处理器互连的3D堆叠硅光子发动机。这些创新不仅可以提高性能,而且还解决了AI基础架构中的关键瓶颈。
欧洲还为半导体市场增长的人工智能(AI)做出了重大贡献,Axelera AI(荷兰)启动了用于Edge AI处理器和Graphcore(英国)运输情报处理单元(IPU)量身定制的用于AI模型培训和选择的全球合作伙伴加速器网络。印度的半导体生态系统在印度半导体任务的支持下,它正在获得动力,该任务侧重于深度技术和AI。中国的政府正在积极补贴大节点芯片,为AI半导体初创企业带来了机遇和挑战,而台湾AI的AI创业生态系统则从该国已建立的半导体基础设施和战略出口控制中受益。总的来说,这些努力促进了一个充满活力,创新和竞争激烈的全球AI半导体启动生态系统,推动了下一波技术突破。
大量投资和资金:全球统治AI半导体的竞赛
半导体市场中人工智能(AI)的投资和资金达到了历史性的高度,反映了该行业对国民经济和技术领导力的战略重要性。在美国,《芯片与科学法》已动员了527亿美元对半导体行业的直接支持,宣布的投资超过1660亿美元。总部位于美国的AI公司吸引了近1000亿美元的资金,超过了世界其他地区的总和。美国政府还与Micron签署了61.4亿美元的协议,以在纽约和爱达荷州建立记忆芯片生态系统,从而进一步增强了国内能力。同时,中国正在积极地提高投资,2025年1月成立了82亿美元的全国AI行业投资基金,并将其“大型基金III”从其主要的半导体材料和设备制造商转移到了930亿元人民币(约合127亿美元)中。
从2014年到2030年,中国政府已承诺超过1500亿美元,以加强其半导体行业,旨在实现自给自足和全球竞争力。在欧洲,《 CHIPS法》分配了430亿欧元(470亿美元),将欧盟的全球半导体市场份额翻一番,而筹码联合承诺(Chips JU)预计到本十年末,R&D的资金预计将达到110亿欧元(120亿美元)。欧洲人工智能公司在2024年筹集了超过130亿美元的资金,并从美国投资者参与其中,强调了半导体创新的跨大西洋性质。印度的生产与激励措施(PLI)计划还发挥了关键作用,支持国内半导体制造和吸引全球投资,确保该国仍然是不断发展的半导体景观中的关键人物。
需求和销售:亚太线索,数据中心和边缘AI驱动增长
半导体市场对人工智能(AI)的需求在全球范围内激增,亚太地区(由中国和台湾领导)占据了2024年最大的份额。该地区的统治地位是由该地区强大的制造能力和整个行业的AI迅速采用的。数据中心是AI半导体需求的主要引擎,在美国,中国和欧洲,持续的扩展和现代化项目助长了对高级芯片的需求。在中国,台湾和美国生产的大多数新消费电子设备中,AI支持的芯片已成为标准的标准,这反映了AI在日常技术中的普遍性。欧洲和美国的汽车行业也正在迅速整合AI半导体,以提供高级功能,例如交通标志识别和自适应巡航控制,进一步扩大了市场。
Edge AI应用程序,包括视频监视和自动驾驶汽车,代表了中国和印度半导体市场中人工智能(AI)的主要增长领域,那里的城市化和智慧城市倡议正在加速采用。 TSMC的Cowos Advanced包装技术现在是NVIDIA的GPU中的AI工作负载的基石,强调了包装创新的重要性。台湾的半导体产业连锁店的价值为2020年的NT 32.万亿美元(10088亿美元),其持续增长受AI需求驱动。 The US, China, and Europe are all experiencing increased demand for AI chips in cloud computing and generative AI applications, with AI chip sales playing a key role in Nvidia's ascent to become the world's largest stock by market capitalization in 2024. Meanwhile, Huawei is preparing to test its Ascend 910D AI processor, aiming to rival Nvidia's high-end chips despite ongoing US sanctions, highlighting the该行业的激烈竞争和创新。
顶级球员和战略努力:全球巨头,国家政策和未来准备就绪
半导体市场格局中的人工智能(AI)是由少数全球巨头和战略国家计划塑造的。 NVIDIA,TSMC,Intel,AMD,Samsung和高通公司都是顶级球员,每个球员在美国,台湾和欧洲都有重要的运营。这些公司不仅领导着技术领导,而且在战略投资和合作伙伴关系方面也是领先的。 Google和Microsoft正在为其数据中心开发自定义AI加速器,该数据中心由TSMC制造,证明了云服务提供商和半导体制造商之间的深入集成。 TSMC将在美国扩张中投资1000亿美元,其中包括三个新工厂和两个先进的包装设施,以满足全球需求,并使其制造业范围多样化。三星是AI记忆芯片的领导者,正在韩国和欧洲进行重大投资,而高通公司将AI功能嵌入其移动和物联网芯片组中,以美国,中国和印度市场为目标。
国家政策在半导体市场的人工智能(AI)的增长中也起着至关重要的作用。美国政府的AI扩散框架限制了某些国家 /地区对先进的AI芯片的访问,从而影响了全球供应链,并促使国家提高国内能力。欧盟和印度已经签署了关于半导体合作的理解备忘录,从而促进了跨境合作。在国内半导体创新和政府支持的推动下,中国的AI模型正在迅速通过美国顶级模型缩小绩效差距。 TSMC的高级过程技术和产量控制被认为是行业领先的,为AI芯片生产树立了基准。同时,美国,中国和欧洲都在劳动力培训和研发方面都在大量投资,以解决AI半导体中熟练人才的短缺,以确保他们在未来几年中一直保持着这个关键行业的最前沿。
细分分析
筹码类型:GPU命令38%的市场份额
图形处理单元(GPU)已成为半导体市场中人工智能(AI)的主要力量,截至2024年,控制了超过38%的市场份额。这种优势源于其独特的并行处理体系结构,其成千上万的核心是针对AI工作负载的同时计算而优化的核心。与在顺序处理中表现出色的传统CPU不同,GPU可以处理构成神经网络训练和推理的骨干的大量矩阵乘法和张量操作。仅NVIDIA就可以控制AI加速器市场的大约80%,其H100 GPU的价格在25,000美元至每单位40,000美元之间。专门针对AI应用的全球GPU销售在2024年达到了前所未有的水平,仅NVIDIA的数据中心收入仅在2023年第三季度达到184亿美元,占全年增长279%的惊人。像微软这样的超级评分者的需求不满意的增长助长了这种爆炸性的增长,Microsoft向OpenAI投资了100亿美元,需要数千个高性能GPU才能使用Power Chatgpt和其他生成AI模型。
半导体市场中人工智能(AI)采用GPU的巨大增长是由几个关键因素驱动的。首先,由NVIDIA开发的CUDA生态系统已在全球培养了超过400万开发商,通过广泛的图书馆,框架和社区支持创造了无法克服的竞争优势。其次,现代AI模型需要特殊的计算能力 - 到2030年,总生成AI计算需求预计将达到25x10^30 flops,GPU是唯一能够提供此类性能的商业上可行的解决方案。第三,高带宽内存(HBM)技术的出现,需求同比增长50%,使GPU能够处理日益复杂的AI工作量。与NVIDIA的H100的80GB HBM2E相比,AMD的本能MI300X具有192GB的HBM3内存,体现了内存带宽如何成为一个至关重要的区别。 AMD的MI300 AI加速器进一步证明了GPU市场的扩展,预计2024年将产生超过20亿美元的收入,而英特尔的Gaudi AI芯片旨在通过提供比NVIDIA低于NVIDIA H100的50%的价格来捕获成本意识的企业。
技术:机器学习技术以45%的份额为主
在半导体市场中,机器学习技术在全球人工智能(AI)中占有45%的市场份额,反映了其作为AI创新的基本驱动力的地位。这种优势源于机器学习在不同应用程序中的多功能性,从自然语言处理和计算机视觉到预测分析和自主系统。该技术在半导体行业的快速适应中很明显,现在,AI算法通常会常规评估大量数据,以优化芯片设计,提高制造产量并在发生之前预测缺陷。主要的半导体公司将机器学习整合到其核心操作中,并使用它来确定下一代芯片的最有效的布局,拓扑和架构。机器学习采用的激增促进了专业硬件的开发,包括Google的张量处理单元(TPU),这挑战了传统的GPU在基于云的AI培训中的传统GPU优势,其TPU V5芯片为特定工作量提供了卓越的成本效益。
前所未有的投资和技术进步推动了人工智能(AI)中机器学习(AI)在半导体市场中的增长和优势。 AI芯片市场在2020年价值200亿美元,预计到2030年将超过3000亿美元,机器学习应用程序推动了这一扩展的大部分。这一增长轨迹是由于该技术能够在行业跨行业提供有形业务价值的能力 - 从实施交通标志识别和自适应巡航控制到使用AI进行诊断成像的医疗组织。亚太地区已成为机器学习采用的中心,在包括数据中心,云计算设施和AI研究机构(包括政府和商业业务的最佳优先事项)上,包括数据中心,云计算设施以及AI研究机构的投资。
边缘AI应用程序的扩散,特别是在视频监视和自动驾驶汽车中,为机器学习优化的半导体创造了新的需求向量。此外,像ASIC这样的专业AI加速器的开发展示了机器学习的特定计算要求如何重塑半导体设计理念,超越了通用处理器,以实现对可持续AI部署至关重要的最佳每瓦指标。
按应用程序:数据中心和云计算索赔35%的市场份额
数据中心和云计算基础设施命令在半导体市场中人工智能(AI)中超过35%的市场份额,成为AI半导体部署的主要战场。这种优势反映了计算范式的根本转变,在该范式中,AI工作负载已从边缘设备迁移到能够提供现代AI应用所需的巨大计算能力的集中式云基础架构。截至2024年,台湾制造商在全球范围内提供了超过90%的AI服务器的爆炸性增长,可以证明数据中心需求的浓度。数据中心的规模正在迅速扩大,以适应AI工作量,以适应AI的功能,并具有关键的约束。部署AI半导体的现代数据中心正在实施自适应冷却解决方案,包括液体冷却系统和热/冷通道遏制,以管理高密度GPU群集的热输出,该群集运行AI训练工作负载24/7。
半导体市场中人工智能(AI)中数据中心和云计算的持续增长是由多种技术和业务因素的收敛驱动的。云服务提供商正在为定制AI加速器投资数十亿美元,Google和Microsoft开发了由TSMC生产的专有芯片,以优化其AI产品。与传统的NVIDIA解决方案相比,Amazon的Trainium和Pefleentia Chips示例了这一趋势,旨在将AI培训成本削减超过50%。
B2C应用程序将占2030年生成AI计算需求的70%,相当于每日互动约为280亿次,这是预测的在线搜索查询数量的两倍。 AI-AS-AS-Service产品的兴起进一步加速了基础设施的扩展,在这种情况下,企业在不投资昂贵的本地硬件的情况下利用了基于云的AI功能。全球AI芯片市场的增长率为30-40%,主要是数据中心部署的推动力,主要参与者赛车以确保TSMC的Cowos(例如TSMC的Cowos),对于高性能AI CHIP集成至关重要,以密集的服务器配置。
最终用户:IT和数据中心:AI半导体消费中的40%市场份额领导者
IT基础架构和数据中心已成为半导体市场中人工智能(AI)中最大的最终用户,通过对AI-Optimientimationmized半导体的狂热胃口,占有40%以上的市场份额。这种优势从根本上与数据生成的指数增长以及AI模型培训和推断的计算要求相关。 Hyperscale Cloud提供商的大规模采购策略来体现IT部门的领导地位,Microsoft,Google和Amazon等公司每年共同购买数十万AI加速器。 IT和数据中心的需求规模造成了供应限制,高级AI芯片的交货时间延长了几个月。该行业的影响力不仅仅是单纯的消费 - IT公司通过垂直整合积极地塑造了半导体行业,开发了针对其特定AI工作量优化的定制芯片,同时与传统的半导体制造商保持了用于高级过程节点和包装技术的伙伴关系。
IT和数据中心部门在半导体市场中人工智能(AI)中的主导地位受到结构性优势和战略要求,以确保持续增长。首先,该行业从规模经济中受益,大型数据中心运营商直接与半导体制造商谈判批量采购协议,从而确保优先获得最先进的AI芯片。其次,AI模型的快速演变需要恒定的硬件刷新周期 - 随着模型参数从数十亿到数万亿,较旧的硬件变得过时,推动了连续升级投资。第三,该行业的技术专长可以实现复杂的优化策略,从而通过高级编排和工作负载管理系统最大化昂贵的AI硬件的利用率。
财务承诺是巨大的,AI芯片市场在2024年达到564.2亿美元,预计到2034年将达到2328.5亿美元。这种增长轨迹得到了通过跨企业应用程序的越来越多的AI采用,从客户服务CATBOT到Complect Business Chatbots到复杂的ITRASTRATTION ITRASTICTS SEMIFRASIDER SEMINDISE SEMIDIDECTIREDSEMIDECTIRESSIDERS。该行业在实现AI民主化中的作用进一步扩大了该行业的影响,为数百万开发商和企业提供了计算骨干,以通过云服务访问AI功能。
区域分析
北美的战略投资和创新生态系统推动市场领导
北美通过战略政府倡议,强大的风险投资资金和无与伦比的技术基础设施的结合,在半导体市场中保持其在人工智能(AI)中的指挥地位。该地区的统治地位源于美国筹码和科学法,该法案动员了527亿美元的直接半导体行业支持,触发了超过1660亿美元的宣布私人投资。这种大规模的资本注入使Intel,Nvidia和AMD等公司能够加速AI芯片开发并扩大制造能力。该地区受益于硅谷的创新生态系统,AI创业公司和建立的科技巨头无缝合作,创造了创新的美德循环。此外,北美拥有全球最大的超刻数据中心集中度,亚马逊,谷歌和微软等公司推动了对尖端AI半导体的需求。该地区的高级研究机构,包括麻省理工学院和斯坦福大学,不断提供熟练的人才和突破性技术,确保在AI半导体开发中持续竞争优势。
通过行业巨头和政府支持的美国技术至高无上
美国通过无与伦比的行业领导者和战略国家政策集中度过了半导体市场中北美在人工智能(AI)中的统治地位。美国公司控制着AI半导体价值链的关键细分市场,NVIDIA占AI加速器市场的约80%,仅第三季度2023年就产生了184亿美元的数据中心收入。该国的实力超出了各个公司的范围,以涵盖整个生态系统,这是美国的AI公司吸引了近1000亿美元的资金,超过了世界其他地区的总和。政府倡议,例如AI半导体制造技术的1亿美元白宫竞赛,表明了联邦对维持技术领导力的承诺。美国还从战略合作伙伴关系中受益,TSMC投资了1000亿美元的美国扩张,其中包括三个新工厂和两个高级包装设施,从而确保了国内获得最先进的制造能力,同时增强了供应链的弹性。
亚太地区的制造业卓越和快速AI采用燃料增长
亚太地区是半导体市场中人工智能(AI)中第二大,增长最快的地区,利用其制造能力,并在各种行业中迅速增长了AI的采用。该地区的半导体市场在2023年达到3089.5亿美元,通过生产能力和供应链整合的战略优势在全球增长最高。台湾的TSMC为几乎所有领先的AI加速器制造了高级芯片,而韩国巨头三星和SK Hynix则占据了AI记忆芯片市场,这对于高式宽度应用程序至关重要。该地区受益于对物联网设备的需求不断增长,该地区推动了消费电子,汽车和工业应用中的AI芯片整合中国的积极投资策略,其中包括2025年1月成立的82亿美元国家AI行业投资基金,加速了国内AI半导体的发展。此外,亚太地区的各国政府优先考虑AI基础设施投资,建立研究机构和创新走廊,以促进学术界与行业之间的合作,从而定位该地区持续增长。
半导体市场中人工智能的顶级公司
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