GPU行業全景分析：市場格局、產品特性、需求趨勢與中國發展機遇

（來源：普華有策）

GPU行業全景分析：市場格局、產品特性、需求趨勢與中國發展機遇

（2025-2031中國GPU市場全景調研與投資戰略指南）

1、GPU市場分析

GPU（圖形處理芯片）又稱顯示核心、視覺處理器、顯示芯片，是一種主要用於計算加速領域的微處理器。GPU從早期的圖形渲染任務開始，隨着軟件和硬件技術的持續發展，逐漸擴展至計算加速等領域。GPU的關鍵組件包括決定其處理能力和運算效率的微架構，以及由開發工具、程序庫和應用程序接口（API）組成的強大軟件生態系統，這一生態系統確保了開發者能夠在各類應用場景中高效調用GPU的計算能力。

根據功能定位，GPU主要分為全功能GPU、圖形GPU和GPGPU：全功能GPU，以英偉達和摩爾線程為代表，這類GPU具備功能完備性與計算精度完整性，在工作效率、生態完整多樣性以及兼容性等方面更具優勢，能夠更好地適應未來新興及前沿計算加速應用場景的需求；圖形GPU，專為圖形渲染和PC遊戲應用而設計，針對高清顯示及高性能2D/3D圖形計算進行了優化；GPGPU，省去了與圖形顯示和渲染相關的功能，專注於利用GPU架構執行通用並行計算任務。與其他類型的GPU相比，全功能GPU可滿足更廣泛的應用需求，在元宇宙、世界模型、具身智能、物理AI等未來AI的發展趨勢下，全功能GPU將擁有顯著的競爭優勢。

2、GPU產品特性介紹

（1）GPU關鍵參數介紹

GPU的性能由多個關鍵參數決定，包括核心數量、工作頻率、顯存容量、顯存帶寬、計算能力與精度覆蓋範圍等：

核心數量。作為GPU的核心指標，核心數量越多，GPU在處理圖形渲染、科學計算、AI計算加速等任務時能夠處理更多線程，提升運算效率。核心數的增加不僅可以顯著提升性能，也能有效分攤工作負載，從而更好地滿足高強度計算需求。

時鍾速度。時鍾速度指GPU每秒可執行的時鍾周期數，對數據處理速度和性能輸出具有直接影響。更高的時鍾速度意味着在同等時間內能夠完成更多的運算任務，滿足對實時性、低延時的應用場景需求。

顯存容量。顯存是GPU臨時存儲數據的空間，容量的大小在處理大型數據集、高分辨率圖像或視頻時尤為重要。較大的顯存容量可減少GPU與系統內存之間的頻繁數據傳輸，在多任務或高分辨率場景下有效提升性能和效率。

顯存帶寬。顯存帶寬指單位時間內GPU內部存儲器可傳輸的數據量。較高的顯存帶寬確保了在面對高負載時，數據能被快速送達處理核心，進而維持流暢的運行效率。對需要高吞吐量的應用（如深度學習推理或複雜圖形渲染）而言，顯存帶寬是關鍵的性能瓶頸之一。

計算能力。計算能力通常以GFLOP/S（每秒十億次浮點運算）表示，是衡量GPU並行計算性能的主要指標。更高的計算能力意味着在AI計算、科學計算、工程模擬等高強度場景中可以實現更快的運算速度和更高的產出。

計算精度覆蓋範圍。GPU支持的計算精度範圍（如FP64、FP32、FP16、FP8、INT8等）反映了其在多樣化任務中的靈活度。隨着AI技術的不斷演進，不同的應用場景對計算精度的要求也各不相同。能夠支持多種精度水平的GPU不僅具備更高的靈活度，也能在多樣化的AI任務中實現更佳的性能與能效。

GPU在上述關鍵性能指標的綜合表現，直接決定了其在AI訓練、推理，以及圖形渲染、科學計算等廣泛應用領域的表現水平。各大GPU廠商在覈心數、頻率、顯存容量、顯存帶寬及計算精度覆蓋等方面的持續創新與投入，也推動了GPU性能的不斷跨越，為更多行業與應用場景的數字化升級奠定了堅實基礎。

（2）GPU生態系統介紹及其重要性分析

GPU生態系統由上層算法庫、中層接口、驅動程序、編譯器和底層硬件架構等構成。主要的研發挑戰集中在GPU硬件架構和通用計算軟件生態系統上。在軟件生態系統中，GPU廠商需要長期投入開發IP和軟件堆棧，以構建完整的開發者生態。以英偉達的CUDA生態系統為例，其自2006年推出以來不斷擴大，吸引了數百萬開發人員，形成了完善且龐大的開發者生態。在全球範圍內，僅有少數幾家公司構建了完整的軟件生態系統。目前，英偉達的生態系統不易被超越，CUDA的兼容性預計將引導未來生態系統的發展方向。因此，能夠與現有生態（如CUDA）保持兼容的新興生態系統，有望實現快速發展並迅速擴大市場份額。

（3）GPU行業商業模式分析

GPU行業的商業化模式包括芯片、板卡、系統、一站式解決方案及SoC等形式，針對不同的客户羣體和應用場景：芯片模式通常面向高性能計算等專業領域，以ToB為主；板卡模式既可服務個人消費者，也能滿足企業客户對圖形渲染與並行計算的需求；系統模式側重提供整機方案，為數據中心或高端工作站提供集成化支持；一站式解決方案則通過軟硬件一體化方式，深度滿足行業客户的需求；而SoC則將GPU、CPU等集成在同一芯片中，為機器人、新能源汽車等提供定製化、高效率的嵌入式計算能力。這些商業模式在滿足市場細分需求的同時，也為GPU廠商帶來了多元化的收入來源和競爭優勢。

3、GPU行業市場需求分析

在全球範圍內，歐美等發達國家及地區在AI領域的研發起步較早，早期資本投入較大。因此，在過去五年中，隨着AI應用（如ChatGPT大模型技術）的突破，全球市場對AI算力的需求顯著增加。以英偉達為代表的GPU產品，因其成熟的開發者生態以及優秀的算力性能，使得GPU市場規模在過去五年迎來了爆發式增長，2024年達到10,515.37億元。

未來，隨着中國國產AI技術，如DeepSeek大模型、具身智能、智能駕駛等技術的持續突破，中國AI技術水平已經逐步達到國際領先水平，全球AI市場亦隨之進入了一個多元發展的新時期。全球GPU市場規模預計在2029年將達到36,119.74億元，其中，中國GPU市場規模在2029年將達到13,635.78億元，在全球市場中的市場佔比預計將從2024年的15.6%提升至2029年的37.8%。

2020-2029年全球GPU市場規模（收入）

資料來源：普華有策

2020-2029年中國GPU市場規模（收入）

資料來源：普華有策

過去五年，中國GPU產業呈現快速增長態勢，市場規模從2020年的384.77億元快速增長到2024年的1,638.17億元。GPU產業下游應用領域可細分為AI智算產品和桌面級產品。未來，隨着AI的應用不斷開發，對於GPU等算力基礎設施的需求預計將會出現爆發增長。預計到2029年中國GPU市場規模將增長到13,635.78億元。

在中國快速發展的AI計算領域，GPU扮演着舉足輕重的角色。隨着支持深度學習和數據分析等AI應用的高性能計算需求不斷增長，對GPU的需求也隨之激增。英偉達等國際龍頭GPU公司抓住了這一機遇，在中國市場佔據了重要地位。此外，摩爾線程等國內GPU公司也在不斷實現架構創新和技術進步，滿足中國AI產業的芯片需求，發展勢頭迅猛。

中國AI智算GPU的市場規模從2020年的142.86億元迅速增至2024年的996.72億元，期間年均複合增長率高達62.5%。未來，隨着AI不斷發展，對算力的需求預計將呈現指數級增長，到2029年，AI智算GPU市場規模將達到10,333.40億元，期間年均複合增長率為56.7%。此外，桌面級產品的市場規模未來也將保持穩定增長，從2020年的241.91億元增至2024年的641.45億元，預計2029年將進一步增至3,302.38億元。

2020-2029年中國AI智算產品市場規模（收入）

資料來源：普華有策

2020-2029年中國GPU桌面級產品市場規模（收入）

資料來源：普華有策

4、GPU行業競爭格局分析

在全球GPU行業的競爭格局中，NVIDIA、AMD和Intel是三大主導玩家。NVIDIA憑藉其強大的圖形處理能力和持續創新，牢牢佔據了高端市場，尤其在數據中心和人工智能領域處於領先地位。其CUDA架構和深度學習算法的優化使其成為許多高性能計算應用的首選。另一方面，AMD憑藉其近年來推出的RDNA和CDNA架構，在性價比和多任務處理能力方面不斷挑戰NVIDIA，尤其在遊戲顯卡市場上形成了強有力的競爭。隨着AMD在CPU和GPU領域的雙重佈局，其整合性和性能優勢逐漸得到更多消費者的青睞。

Intel的進入則為GPU市場帶來新的變數，尤其是其推出的Xe顯卡在低端和中端市場上逐步獲得關注。儘管Intel在GPU領域起步較晚，但憑藉其強大的芯片製造能力和深厚的技術積累，逐步提升了市場份額。隨着其對圖形計算和AI領域的持續投入，Intel有望在未來幾年對NVIDIA和AMD構成更大的競爭壓力。然而，全球GPU市場仍然受到技術創新、供應鏈波動和需求變化等多重因素的影響，各大廠商的競爭將更加激烈，行業格局也會不斷演變。

5、GPU行業發展趨勢及前景分析

中國GPU產業的發展趨勢主要體現在技術、市場和應用三個方面。

技術趨勢：隨着AI時代的到來，下游對算力的需求激增，推動GPU產品的更新迭代加速。近年來，GPU計算能力持續增強，更新周期顯著縮短。以英偉達為例，其GPU更新周期已從2022年前的兩年以上縮短至每年一次，計算能力呈現指數級增長。這一趨勢得益於GPU企業在研發投入、半導體工藝技術進步、產業生態優化以及人才引進等方面的持續努力。未來，為滿足算力增長需求，GPU將採用更先進的工藝技術，集成更多計算單元，以實現更高的性能和效率。

市場趨勢：中國GPU市場正加速國產化進程。在外部限制性政策和國家數據安全保護需求的驅動下，本土GPU企業不斷突破知識產權技術壁壘，推動國產GPU生態系統的技術驗證和快速發展。預計未來，中國GPU市場的國產化率將顯著提升，逐步實現對進口產品的替代。

應用趨勢：GPU的應用領域持續拓展，多功能化成為未來發展的重要方向。爲了滿足下游多樣化需求，GPU將結合計算與圖形渲染能力，提供更全面的解決方案。例如，在AI圖像處理、視頻製作、具身智能等領域，GPU的多功能性將顯得尤為重要。此外，隨着AI產業的發展，GPU作為AI訓練、推理以及下游應用中最成熟的方案，其在AI領域的應用規模已經超越了PC遊戲產業。未來，GPU將憑藉其計算優勢、多功能性和靈活性，進一步擴大在AI領域的市場份額，並在更多新興應用場景中發揮重要作用。

總體而言，中國GPU市場正迎來技術升級、國產替代和應用拓展的多重機遇，未來有望實現持續快速的增長，為行業參與者提供廣闊的發展空間。

《2025-2031年GPU行業市場調研及發展趨勢預測報告》，涵蓋行業全球及中國發展概況、供需數據、市場規模，產業政策/規劃、相關技術/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規模及前景、區域結構、市場集中度、重點企業/玩家，企業佔有率、行業特徵、驅動因素、市場前景預測，投資策略、主要壁壘構成、相關風險等內容。同時北京普華有策信息諮詢有限公司還提供市場專項調研項目、產業研究報告、產業鏈諮詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場佔有率報告、十五五規劃、項目后評價報告、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、國家級製造業單項冠軍企業認證、IPO募投可研、IPO工作底稿諮詢等服務。（PHPOLICY:SY）

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