ASIC定制服务成為专业化AI计算的关键推动力
AI基础模型的技术进步,推动推理工作负载於云端基础设施、边缘基建及智能设备大规模部署。随着AI应用不断拓宽,推理工作负载的发生频率、多样性及规模持续上升,算力需求在性能、能源效率、时延、存储存取、系统集成及成本方面日趋差异化。
服务於特定应用场景的应用及系统企业,通常运行专有或具差异化的工作负载,并面对与算法、系统架构、部署环境、產品外形尺寸及成本目标相关的独特要求,由此催生针对特定场景的芯片定制需求。通用芯片未必能够在上述各项要求之间取得性能与经济效益的最佳平衡。当算力负载具备足够规模、稳定性或专用性时,围绕特定应用及產品需求定製的ASIC可改善每瓦性能、时延、集成度,优化总拥有成本,令其在云端、边缘及端侧运算领域的重要性不断提升。
开发可投入量產的ASIC,需要具备系统架构、半导体IP集成、硬件—软件协同设计、功能验证、实体设计、流片、產能爬坡及供应链执行等领域的专业知识。随著开发复杂度、成本及执行风险不断攀升,令维护完备的自研半导体开发平台变得愈发困难,且需耗费大量资源。专业ASIC定制服务供应商结合其成熟的设计平台、可复用知识產权、工程技术能力及量產支持,将客户针对特定场景的应用、系统及產品需求转化為可大规模量產的芯片解决方案,构成连接应用需求与芯片实现的重要环节。
ASIC定制设计服务是指根据客户对计算性能、功能、功耗、接口、集成度、成本及部署环境的特定需求而开发的定制半导体设计与交付服务。此类服务可覆盖集成电路开发全生命週期,从芯片规格定义及架构设计到IP集成、设计及验证、流片、封装测试、供应链管理以及量產交付,广泛应用於AI计算、服务器、存储、智能设备及其他边缘与云计算应用中。
全球ASIC定制服务市场的市场规模
按收入计,全球ASIC定制服务市场从2021年的519亿美元增长至2025年的779亿美元,2021年至2025年年复合增长率為10.7%。展望未来,AI计算需求的持续增长、客户需求的日益多元化以及定制半导体架构的更广泛应用,预计将进一步推动市场扩张。全球ASIC定制服务市场预计将在2030年达到2,355亿美元,2026年至2030年年复合增长率為23.7%。
全球ASIC定制服务市场的驱动力与未来趋势
• 定制AI推理计算与专用工作负载的快速增长。随着生成式AI应用的大规模部署,计算需求正从训练向推理转移,其中能效、单位成本及时延成為关键考量。通用处理器在特定任务下往往导致资源浪费,而ASIC定制服务能够提供经过优化的、面向特定应用的架构,為大规模工作负载实现更优的能效与成本效益。
• AI推理在云端、边缘及端侧环境的扩展。AI推理正迅速渗透超大规模数据中心、边缘基础设施、移动设备、智能可穿戴及工业设备。工作负载特徵、时延约束、散热限制及部署环境的差异,正催生对定制芯片架构的强劲需求,以满足不同场景的特定要求。
• 云服务提供商与系统厂商加速转向自研芯片与系统级集成。出於优化总拥有成本(TCO)、降低对单一供应商依赖以及实现软硬件协同设计的目标,科技巨头正加速採用定制芯片。此外,客户日益要求ASIC定制服务将计算、连接、存储接口及系统控制集成於统一架构中,以降低系统复杂度与组件数量。
• RISC-V与先进製程驱动的新兴应用普及。开源RISC-V架构的成熟降低了专用处理器设计的准入门槛与初始架构开发成本。与此同时,先进製程下设计复杂度的上升,正推高对IP集成、物理实现及时序收敛等ASIC定制服务的需求,支撑专业NRE合作模式的持续增长。
• 内存带宽、高速互连与先进封装的重要性日益凸显。随着AI芯片计算密度与系统复杂度的提升,其性能越来越取决於高效的数据移动、存储访问及芯片间通信。这使得高带宽内存子系统、高速互连技术及先进封装能力在复杂的云端与端侧AI ASIC定制项目中变得愈发关键。