文章核心观点 - AI ASIC作为专用芯片，在AI推理时代凭借高能效、低成本和软硬件协同优势，成为大厂应对算力需求爆发和降低TCO的关键路径 [2][4][5][6] - AI推理需求随模型能力提升和Token消耗快速增长而爆发，推动AI ASIC市场进入高速增长期，AMD预计2028年全球市场规模达1250亿美元 [9][10][11] - 海外云服务厂商自研AI ASIC已形成成熟模式，以谷歌TPU为代表，通过与博通等设计服务商合作实现快速迭代和商业化 [16][17][20][21] - 国内AI云市场集中度提升推动头部云厂商自研AI ASIC需求，百度、阿里等公司产品已进入规模化应用阶段，国产ASIC产业链迎来战略机遇 [24][25][26][27][28] ASIC与GPU技术对比 - ASIC与GPU架构相似但定位不同：ASIC为特定场景定制，采用脉动阵列等架构优化矩阵运算，实现高能效和低功耗；GPU需兼顾图形渲染等通用场景，基于冯诺依曼架构存在存储瓶颈 [4] - 谷歌TPU v5能效比为英伟达H200的1.46倍，在BERT推理中每瓦性能提升3.2倍；亚马逊Trainium2训练成本降40%，推理降55%，10万卡集群可节省12亿美元初始投资 [4] - ASIC优势源于3D堆叠优化算力密度、DVFS降低闲置功耗、HBM3e内存突破带宽瓶颈（达1.2TB/s） [4] 大厂自研ASIC动因 - 核心驱动力为降低TCO：自研可规避外采芯片的厂商利润，英伟达FY2025毛利率75.5%、净利率57%，数据中心芯片利润约582亿美元 [6][8] - 应对内部AI需求爆发，实现软硬件协同优化，如谷歌TPU整合TensorFlow实现极致性能 [5] - 减少外部依赖，保障供应链安全 [5] - 自研投入包括设计团队收购（如亚马逊3.5亿美元收购Annapurna Labs）、外部服务商NRE费用及IP采购，规模起量后单颗芯片研发成本显著摊薄，谷歌2023年TPU超200万颗，年研发20亿美元，单颗摊薄1000美元 [7][8] AI推理需求增长 - 推理收入模型为（价格/token）×（吞吐量, tokens/秒），硬件性能直接决定token生成速度，低成本高效的AI ASIC在推理场景优势显著 [9] - ChatGPT C端周活跃用户截至2025年7月达7亿，占全球成年人10%，OpenRouter统计显示API Token日消耗量从2024年9月不足0.5T升至2025年8月近5T，一年内翻近10倍 [10] - OpenAI于2025年9月成为博通定制AI ASIC第四位客户，订单近百亿美元 [10] AI ASIC产业链环节 - 产业链分为前端（需求定义、架构设计）和后端（设计实现），云厂商多与设计服务商合作，定制芯片包括计算、存储、网络IO和封装四部分IP [13] - 国际设计服务商以博通、Marvell为主导，提供完整IP解决方案；国内主要参与者包括芯原股份、翱捷科技、灿芯股份 [14][16][28] - 关键IP包括处理器IP（如CPU/GPU）、接口IP（如SerDes）、内存IP（如HBM），SerDes技术直接影响Die-to-Die及芯片间通信效率，是AI算力关键瓶颈 [14][33] 海外云厂商自研案例 - 谷歌TPU迭代至第七代Ironwood，支持主动检索和协作推理，提供4614 TFLOPS FP8算力、192GB HBM3e内存、7.3TB/s带宽，SuperPod支持9216颗芯片互联 [18][20] - 博通作为核心服务商，2024年AI ASIC收入122亿美元，2025前三季137亿美元，其优势包括完整IP体系（21000专利）、多代TPU设计经验、3.5D SOIC封装技术、高速互连与CPO技术 [21][23] - 谷歌TPU成功源于架构创新（脉动阵列）、系统级思维（TPU Pod集群）、与博通合作降低风险和成本 [20] 国内ASIC发展现状 - 2025年上半年中国企业级大模型日均总Token消耗达10.2万亿，环比增长363%；中国AI云市场2025年规模预计518亿元，2025-2030年CAGR 26.8% [24] - 市场格局集中，CR5超75%，头部云厂商阿里云（占比35.8%）、火山引擎（14.8%）、华为云（13.1%）等均布局自研AI ASIC [24] - 百度昆仑芯第三代P800已部署万卡集群，中标中国移动10亿元集采大单；阿里平头哥PPU关键指标超英伟达A800，签获16384张卡订单；字节自研训练+推理芯片预计2026年前量产 [25][26] 国内ASIC服务商分析 - 芯原股份为国内第一设计IP厂商，拥有6类处理器IP及1600+数模混合IP，5nm系统级芯片一次成功，未来增长点来自AI ASIC、AIGC芯片等 [29][31] - 翱捷科技第一大股东为阿里巴巴，2025上半年芯片定制及IP授权服务收入约1.44亿元，通过创新架构为系统厂商提供合规ASIC [29][32] - 灿芯股份第一大股东为中芯国际，主打28nm及以上成熟制程，优化高速接口IP以适配AI推理场景 [29][32]