證券時報記者 王一鳴

前幾年廣受資本追捧的GPU（圖形處理器）這一硬核賽道正在步入洗牌期，一些原本備受矚目的通用GPU設計企業(yè)先后陷入經營困境。與此同時，有頭部企業(yè)繼續(xù)求新求變，已步入AI（人工智能）核心戰(zhàn)場。

對于行業(yè)現狀，北京社科院研究員王鵬向證券時報記者分析，當前國產GPU產業(yè)處于快速發(fā)展與洗牌并存的階段。一方面，隨著AI大模型的需求激增，國產GPU市場迅速崛起，涌現出如摩爾線程、壁仞科技等一批具有創(chuàng)新能力的企業(yè)。這些企業(yè)在技術研發(fā)、產品創(chuàng)新等方面取得了顯著進展，為國產GPU行業(yè)注入了新的活力。另一方面，市場競爭也日益激烈，部分初創(chuàng)企業(yè)由于資金鏈斷裂、技術瓶頸等問題陷入困境，甚至面臨裁員、訴訟等風險。

“長遠來看，國產GPU行業(yè)仍具有廣闊的發(fā)展前景。這源于人工智能、大數據、云計算等技術的快速發(fā)展，對高性能GPU的需求持續(xù)增長；同時，國家政策對半導體產業(yè)的支持力度不斷加大，為國產GPU行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。此外，隨著國產芯片公司在生態(tài)構建、技術創(chuàng)新等方面的不斷努力，國產GPU有望逐步縮小與國際領先水平的差距。”王鵬說。

幾家歡喜幾家愁

近日，國產GPU獨角獸壁仞科技一則動態(tài)引起業(yè)內關注。該公司在上海證監(jiān)局辦理IPO輔導備案登記，輔導券商為國泰君安。這是繼今年8月26日燧原科技輔導備案報告公布后，又一家啟動IPO的上海AI芯片企業(yè)。

壁仞科技創(chuàng)立于2019年，致力于研發(fā)原創(chuàng)性的通用計算體系，建立高效的軟硬件平臺，同時在智能計算領域提供一體化的解決方案。截至目前，公司已完成多輪融資，公開融資總額超過50億元，投資方包括啟明創(chuàng)投、IDG資本、中芯聚源、格力創(chuàng)投等。

目前，壁仞科技首款國產高端通用GPU（GPGPU）壁礪系列已量產。在9月舉行的2024全球AI芯片峰會上，壁仞科技還首次公布了其自研的異構GPU協(xié)同訓練方案，該方案突破了大模型異構算力孤島難題，實現了在本土異構多GPU芯片算力訓練技術領域的首次突破。

另一家國內GPU獨角獸企業(yè)也有新動作。今年7月，摩爾線程宣布對其夸娥（KUAE）智算集群解決方案進行重大升級，從當前千卡級別大幅擴展至萬卡規(guī)模。摩爾線程創(chuàng)始人兼CEO張建中表示，在多元趨勢下，萬卡已是AI模型訓練主戰(zhàn)場的標配。

事實上，在國內，萬卡集群建設正高歌猛進。去年7月，華為昇騰AI集群規(guī)模從最初的4000卡集群擴展至16000卡，是國內首個萬卡AI集群。

不過，當前國產GPU產業(yè)的分化亦十分明顯，一些原本備受矚目的企業(yè)接連陷入困境。今年8月底，曾獲得2024年度重慶市“獨角獸企業(yè)”稱號的象帝先被曝約400位員工被裁。公司在回應中坦陳：“發(fā)展面臨一定的市場調整壓力……正在進行組織結構和人員配置的優(yōu)化等……并尋找外部融資機會?！绷硪环矫?，象帝先股東還在起訴其創(chuàng)始人唐志敏，因其未能籌集到承諾的5億元B輪融資。

在象帝先陷入困境之前，同處在GPU賽道的礪算科技也曾預警。至今年8月19日，東芯股份公告擬以不超過2億元收購礪算科技37.88%股份，礪算科技的資金緊張局面方得以緩解。

GPU占AI芯片

八成份額

在中關村物聯網產業(yè)聯盟副秘書長袁帥看來，當前國產GPU行業(yè)處于一個復雜而關鍵的轉型期，短期行業(yè)出現降溫和分化，主要是由于市場競爭加劇、技術門檻提高、資本退潮等因素導致企業(yè)資金壓力增大。在此背景下，部分實力較弱的初創(chuàng)企業(yè)在面對挑戰(zhàn)時往往更加脆弱，而頭部企業(yè)則憑借其技術實力、市場布局和資金優(yōu)勢逐漸嶄露頭角。

按定義和應用看，GPU起初是一種顯示芯片，用于加速計算機上的圖像處理。隨著技術進步和應用范圍的擴大，GPU衍生出了GPGPU，后者是通過利用GPU并行處理能力特別強、計算能效比高的特點，處理更為復雜的計算任務（如AI模型訓練與推理等）。基于此，如今的GPU已被廣泛應用于人工智能、虛擬現實、游戲、科學計算等諸多領域。

IDC數據顯示，預計到2025年，GPU仍將占據全球AI芯片八成市場份額。Gartner此前預測，2023年全球人工智能芯片（包含GPU、TPU等）的市場規(guī)模達到530億美元，并預計在2024年增長至671億美元。到2027年，全球人工智能芯片市場規(guī)模預計達到1194億美元。

從行業(yè)格局來看，作為GPU的發(fā)明者，英偉達占據絕對領先地位。Jon Peddie Research（JPR）數據顯示，2024年第一季度英偉達的全球AIB顯卡（也稱獨立GPU）市場份額飆升至88%，而AMD的市場份額下降至12%。JPR預計，2024年第二季度，AI訓練器GPU的出貨量將繼續(xù)增加，而游戲AIB市場可能持平或走低。在AI芯片主戰(zhàn)場，據TechInsights數據，英偉達2023年的數據中心GPU出貨量約為376萬片，比2022年多出近100萬片，市場占比98%，收入達362億美元。壓倒性擊敗了AMD和英特爾等競爭對手。

微軟公司和Meta等數據中心運營商使用英偉達的芯片來開發(fā)和運行AI模型，巨大的需求使其銷售額和股價飆升。英偉達市值在今年6月曾登頂全球第一，達到3.33萬億美元。最新財報顯示，在英偉達Hopper（GPU構架平臺）、GPU計算和網絡平臺強勁需求的推動下，公司數據中心今年第二季度收入達到262.72億美元。

英偉達達成如今成績憑的是什么？袁帥告訴證券時報記者，這主要源于英偉達在GPU設計、制造工藝以及軟件優(yōu)化等方面具有深厚的技術積累，其產品在性能、功耗比和穩(wěn)定性等方面均處于行業(yè)領先地位。同時，該公司建立了完善的生態(tài)系統(tǒng)，包括CUDA平臺、軟件開發(fā)工具包（SDK）以及豐富的第三方應用支持等，為開發(fā)者提供了便捷的開發(fā)環(huán)境和廣泛的應用場景。

“英偉達的芯片產品先進且功能強大，配套軟件生態(tài)完善滲透率高，并且產品迭代進化速度快速，所以市場地位尚難以撼動。”深度科技研究院院長張孝榮認為。

機遇和挑戰(zhàn)并存

國內市場方面，自2019年以來，一批國產GPU初創(chuàng)公司先后成立，其中涌現了壁仞科技、摩爾線程、燧原科技等AI芯片設計獨角獸。同時，還有一批老牌芯片設計公司也入局GPU領域。

這些公司的機會在于美國出口管制背景下的國產替代。2022年10月，美國政府禁止英偉達向中國出口高性能H100、A100芯片。英偉達隨后專門面向中國市場推出了不違反美國出口管制要求的A800和H800芯片，至去年10月，這兩項芯片也被限制。2024年2月，英偉達向中國市場特供的H20芯片接受預訂，但該芯片與H100配置相比，GPU核心數量減少41%，性能降低28%。對此，英偉達2023年11月曾透露，數據中心業(yè)務兩成以上受出口管制影響。

與此同時，國內GPU廠商正迎頭趕上。IDC在2023年中發(fā)布的一項中國AI加速卡（公開市場）出貨量統(tǒng)計顯示，2022年上半年到2023年上半年，中國AI加速卡出貨約109萬張，英偉達市場份額為85%，華為市占率為10%，百度市占率為2%，寒武紀和燧原科技均為1%。

從國內產品成果來看，不僅華為昇騰系列表現突出。2024年5月份，摩爾線程與智譜AI開展了新一輪GPU大模型適配、性能測試。結果表明，在推理方面，摩爾線程自研全功能GPU顯著優(yōu)于基準對比產品RTX 3090和RTX 4090；在訓練方面，摩爾線程夸娥千卡智算集群的訓練精度與A100集群相比，誤差在1%以內，而集群性能擴展系數超過90%，模型算力利用率（MFU）與A100集群相當。

壁仞科技則于2022年8月推出采用7nm制程的GPGPU芯片BR100，該芯片峰值算力達到國際廠商彼時在售旗艦產品3倍以上，創(chuàng)下國內互連帶寬紀錄。

不過，挑戰(zhàn)也隨之而來，一些行業(yè)領先企業(yè)先后被美國政府“盯上”。2022年12月，寒武紀等36家被美國政府列入“實體清單”。2023年10月，壁仞科技、摩爾線程等亦被添加到實體清單中。

這對相關企業(yè)影響幾何？寒武紀在2024年半年報中表示，公司及部分子公司已被列入“實體清單”，將對公司供應鏈的穩(wěn)定造成一定風險。受“實體清單”等供應鏈不利因素影響，公司上半年營收6476.53萬元，較上年同期下降43.42%。

生態(tài)建設待完善

王鵬指出，當前國際政治經濟環(huán)境的變化對GPU行業(yè)產生了一定影響。特別是美國對中國AI產業(yè)的打壓政策限制了國內相關企業(yè)的進口渠道和供應鏈穩(wěn)定性。

袁帥向證券時報記者表示，在面臨外部封鎖前提下，國產GPU廠商要站穩(wěn)腳跟并在高端AI芯片領域爭得一席之地并非易事。在硬件層面，國內芯片代工企業(yè)在高端工藝和產能方面相對不足，難以完全滿足國產GPU設計廠商對高端AI芯片的生產需求；在軟件層面，英偉達等國際巨頭在軟件生態(tài)（CUDA等）和IP授權方面擁有強大優(yōu)勢。國產GPU廠商在構建和完善軟件生態(tài)以及獲取關鍵IP授權領域仍顯薄弱。

事實上，CUDA被業(yè)內普遍認為是英偉達最大護城河。英偉達CEO黃仁勛在今年也曾強調CUDA軟件系統(tǒng)生態(tài)對于AI時代的重要性?！澳壳?，CUDA已實現良性的發(fā)展循環(huán)，全球擁有500萬開發(fā)者，覆蓋醫(yī)療保健、金融服務、計算機行業(yè)、汽車行業(yè)等領域。”黃仁勛說。

中國工程院院士，高性能計算研究所所長鄭緯民在今年7月7日的信息化百人會上指出：“這些年國產芯片無論是軟件硬件都有很大的進展，但是用戶不太喜歡用，原因是國產卡的生態(tài)系統(tǒng)不太好。”

鄭緯民認為，這需要做好系統(tǒng)設計和相關軟件優(yōu)化，具體包括十個方面：編程框架、并行加速、通信庫、算子庫、AI編譯器、編程語音、調度器、內存分配系統(tǒng)、容錯系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)等。在他看來，在國產算力支撐大模型訓練時，國產AI芯片只能達到國外芯片60%的性能，但如果把前述十個方面的軟件生態(tài)做好了，客戶也會滿意。

國泰君安在今年3月發(fā)布的《重視AI芯片配套的軟件生態(tài)》報告中總結：誰能做出中國版“CUDA”，就能占領AI算力高地。國內各大廠商已在GPU生態(tài)上積極布局，包括驅動程序、開發(fā)工具、應用程序接口（API）等，以確保其產品能夠更好地服務于人工智能、大數據處理、云計算和游戲等多樣化的應用場景。例如，華為推出了CANN以及對應的生態(tài)體系，力求突破技術瓶頸。此外，像景嘉微、摩爾線程等公司也在自主研發(fā)GPU產品，并努力打造與之兼容的軟件環(huán)境，以減少對外部供應商的依賴，提升國產GPU的市場競爭力等。