算力芯片核心赛道：ASIC芯片产业链全解析

泡股

当前全球AI算力需求强劲，ASIC作为推理端主要形式景气度持续上升。

科技巨头和云服务商加速推进ASIC业务，在AI网络方面，ScaleUp/Out/Across带来ASIC强劲增长。

Marvell预计，到2028年全球AI ASIC市场规模将达到554亿美元。

在ASIC产业趋势确定背景下，其高度定制化和能效优势趋势逐渐清晰，有望重塑全球算力市场格局，国产ASIC产业链各环节在此背景下也有望迎来新一轮机遇。

本文重点解析算力芯片核心赛道：ASIC芯片产业链、竞争格局和产业趋势。

01

ASIC行业概览

算力芯片主要有CPU、GPU、FPGA和ASIC四种形式。

这几种芯片架构在功耗、价格和性能上各有侧重，适用于不同场景的需求。

算力芯片对比：



ASIC芯片即专用集成电路，是针对特定应用需求而设计和定制的芯片。

与GPU和FPGA比较：GPU通用性强但功耗高，FPGA灵活性好但成本较高。ASIC具备高专用性和高性价比的特征，在性能、功耗和体积方面表现更优，除云端AI推理、终端AI推理外，传统ASIC还广泛用于通信基带、物联网、工控等领域。

ASIC的限制和优势：ASIC芯片设计的前期投入较高，一旦设计完成难以更改，这限制了其对于新算法、新任务的适用能力。不过在同场景下，ASIC的算力密度、能效比远超 GPU/FPGA，量产后单颗芯片成本极低。近几年随着云厂商对AI算力的需求扩张，AI推理等特定场景需求加速，ASIC方案在性价比上的优势日益凸显。

当前AI由投资驱动转向应用拉动，推理需求成为AI云和端侧的主要成长动能，JPM预计2026年开始占比有望超过60%。

ASIC芯片拆解图：

资料来源：行行查

02

ASIC产业链

ASIC芯片产业链上游为半导体材料（硅片、光刻胶、电子特气等）与核心设备（光刻机、刻蚀机、沉积设备等），价值占比约20%-30%；中游为核心环节，包括芯片设计（含EDA工具、IP核）、晶圆代工与先进封装测试，合计价值占比约50%-60%，其中设计约25%-40%、制造约40%-60%、封测不足20%；下游为通信、AI推理、汽车电子、工业控制等应用场景，价值占比约10%-20%，整体呈现“中游主导、设计与制造为核心”的格局。

半导体材料八大核心赛道全解析

半导体设备十大核心赛道全解析

半导体核心赛道：晶圆代工产业链全解析



底层算法设计

ASIC的底层算法设计是芯片性能的核心驱动力，直接影响芯片在特定应用场景中的能效比、计算密度和成本竞争力，其底层算法设计遵循“算法-架构-硬件”协同优化原则。

包括高通、ARM、谷歌（TPU架构）、英特尔（Gaudi）等主导算法架构。

国内寒武纪思元、平头哥含光、百度昆仑、燧原科技，均为面向 AI 推理/训练的专用 ASIC 架构。

IP核授权

IP核是经过验证的、可复用的集成电路设计模块，其核心价值在于通过标准化设计降低芯片开发成本，并且缩短周期并提升可靠性。

ASIC芯片设计高度依赖IP核，在高性能计算、AI加速和通信基带等复杂场景，IP核复用率可达70%以上。

从全球竞争格局来看，ARM（处理器IP）、Synopsys（接口IP）、Cadence（存储IP）等占据全球市场绝大部分份额。

国内厂商芯原股份是综合型 IP 龙头，除处理器 IP 外，同时布局接口、数通 IP；国内还有兆易创新、乐鑫等细分IP厂商。



EDA工具

在设计ASIC芯片的过程中，EDA决定设计效率与流片成功率。

利用EDA工具，设计师可以对ASIC芯片进行全面的仿真和验证，从而确保设计的正确性和可行性。

Synopsys、Cadence、西门子EDA占据全球80%以上市场份额，覆盖设计全流程（前端仿真、后端布局布线、签核验证）。 国产替代主要厂商中，华大九天（模拟/面板/存储/射频全流程）、概伦电子（存储器设计平台）、广立微（良率分析与测试设备）等企业逐步实现点工具突破。



ASIC芯片设计/制造

分为前端设计、后端设计和制造环节三个阶段。



前端设计：互联网大厂（云厂商）提出需求、定义芯片规格、参与算法 / 架构协同，纯前端 RTL 设计、仿真验证大多外包或联合专业 ASIC 设计公司完成；仅头部大厂谷歌、阿里、百度等搭建了自有完整前端团队。

AIASIC核心 IP 模块为：计算 IP、存储 IP、网络 I/O IP、接口 IP。

后端设计：由ASIC设计公司辅助完成，包括布局布线、物理验证、时序分析、版图集成分析和Sign-off，最终生成物理版图。由于云厂商在芯片设计能力上具有局限性，大多没有能力完成独立的SoC设计，因此往往会寻求与半导体公司进行合作。

在ASIC产业链的供给侧，目前全球两家最大的ASIC半导体公司是博通和Marvell，目前两家公司占据了超过60%的份额。博通以55%-60%份额位居第一，Marvell以13%-15%的份额位居第二。博通、Marvell能提供存储、网络I/O、封装的完整IP解决方案。

大型云服务厂商多与以上两者合作，比如谷歌的TPU就是与博通合作开发的，Marvell联手亚马逊。

流片：流片（Tape-out）是后端版图最终定稿、交付晶圆厂光刻制造的节点，是 ASIC 研发成本最高、风险最大的环节，先进工艺流片费用可达数千万美元级别。在流片环节主要参与厂商包括台积电、中芯、华虹等大厂。

未来趋势显示，超节点产品设计制造中，服务器厂商与网络厂商将更多参与共同设计，推动产业链协同深化。

近年来，云厂商自研芯片势头强劲，ASIC正成为全球云厂商及AI模型企业的核心布局方向。

谷歌TPU最早发力ASIC市场，TPUv5成本较英伟达方案降低40%，自用率超70%；AWS紧随其后自研芯片AWSTrainium2；微软Maia加速扩张；MetaASIC实现性能跃迁。

各家CSP厂商均在布局ASIC方案：



数据来源：智猩猩芯算，パウロ

国内AI ASIC产业链布局完善，根据应用场景可分为云端训推AI ASIC、互联网大厂自研定制ASIC、车规AI ASIC、消费终端AI芯片、产业链配套设计厂商五大类。

云端核心AI ASIC厂商：聚焦云端AI训练、推理核心场景，主打高性能AI专用ASIC芯片，是国产算力核心主力。壁仞科技核心布局云端AI算力，产品覆盖训练+推理全场景，主打超高算力密度、大模型适配能力，对标国际高端算力芯片。寒武纪思元系列芯片全面覆盖云端训练、云端推理、边缘推理场景。燧原科技专注高端云端AIASIC，产品侧重大模型训练+高性能推理。华为昇腾系列AI芯片为自研专用ASIC架构，兼顾训练与推理算力。

互联网大厂自研ASIC：阿里平头哥推出含光800云端推理ASIC芯片。百度自研昆仑系列AI ASIC芯片，覆盖云端训练与推理场景。腾讯自研定制AI ASIC芯片，聚焦自身云计算、视频处理、AI推理业务。

车规级AIASIC厂商：地平线国内车规AI芯片龙头，全系产品为车载ASIC架构。黑芝麻智能专注高阶智能驾驶ASIC芯片，聚焦高等级自动驾驶算力需求。

此外，包括全志科技、瑞芯微、翱捷科技、灿芯股份和国科微等厂商在细分赛道或配套环节均有所布局。



由于ASIC方案对工艺、封装、测试等环节提出更高要求，也带动产业链中的光模块、AEC、液冷、PCB、先进封装等各环节需求增长。

光模块：超大规模ASIC部署使得架构层数增加，带动光模块用量和相关新技术水涨船高。交换芯片升级推动光模块端口速率提升，配套800G光模块以及更高速率的1.6T以太网光模块持续推进，相关光模块和光芯片厂商加速布局。例如，网络架构变动最大的Meta链相关厂商旭创、新易盛、太辰光、源杰、仕佳光子；光模块26年上修相关厂商旭创、新易盛、天孚等；国内厂商有望突破北美云厂商：联特、华工、光迅、剑桥；设备商/新云厂商需求的供应链剑桥、腾景、汇绿生态等。

CPO：博通ASIC方案已积极储备CPO等技术，新一代CPO版本将集成光学引擎与交换硅片），进一步降低功耗、延迟与链路波动，提升长期可靠性。CPO技术可以缩短交换芯片和光引擎之间的距离，国内众多厂商在这一领域布局，天孚通信、罗博特科、剑桥、太辰光以及上游光芯片和MPO相关厂商博创、太辰光、仕佳光子、光库科技、源杰科技等。

资料来源：行行查

高速铜缆连接：ASIC芯片数量的增加以及光、铜、PCB等数通设备配比的提高，推动铜连接市场放量。根据Semianalysis， AWS方案中GPU与AEC的用量配比为1：2，ASIC放量有望显著带动AEC需求。国内主要参与厂商包括兆龙互联、博创科技、沃尔核材、瑞可达、神宇股份、立讯精密、鼎通科技、长芯博创等；高速背板连接器主要参与厂商包括华丰科技、意华股份、庆虹电子、中航光电、陕西华达、神宇股份、鸿腾精密等。

液冷：随着谷歌、微软、亚马逊、Meta自研ASIC芯片的不断迭代，算力性能增长相应带来单卡TDP（热设计功耗）快速提升，升级机架方案提升散热需求。国内液冷环节厂商众多，例如，英维克、申菱环境、高澜股份、银轮股份、科创新源等都全面进行布局。



PCB：ASIC芯片在算力密度上通常低于GPU，为弥补这一差距，需通过更高层数的PCB走线实现信号完整性和高速传输。从需求端来看，算力升级对PCB制程升级趋势明确。国产化进程全面提速，头部厂商胜宏、沪电、生益科技、景旺电子、深南电路、广合科技、南亚新材等在产业链各环节加速布局。

交换机：算力产业链上游实现网络互联的关键设备，通过电/光信号转发实现算力设施多设备间高效通信。中国交换机市场前五厂商份额约为89.7%，华为、新华三（紫光旗下）、锐捷网络、中兴通讯、思科形成高度集中格局。博通于6月初发布自家最新的Tomahawk6 102.4T数据中心交换芯片，在前代芯片基础上再次完成容量翻倍。国内盛科通信在商用以太网交换芯片国内排名第一，全球第四，800G芯片小批量交付，51.2Tbps国产芯片打破垄断。

整体来看，当前全球算力持续爆发，AI推理需求强劲，叠加科技巨头和云厂商持续推进ASIC业务，ASIC及AI网络相关环节的发展有望呈现出新一轮高增长态势。