РЫНОК ИИ-ЧИПОВ ДЕМОНСТРИРУЕТ БУРНЫЙ РОСТ

Изображение: rawpixel.com/Freepik

Объём рынка ИИ-чипов в 2023 году оценивался в $23,19 млрд и, по прогнозам, достигнет $117,50 млрд долларов к 2029 году, увеличиваясь со среднегодовым темпом роста (CAGR) 31,06%. Мировой рынок ИИ-чипов переживает высокую конкуренцию, вызванную растущим спросом на высокопроизводительные, энергоэффективные решения для обработки данных, необходимые для масштабирования анализа больших данных, интеллектуального производства и других ключевых секторов. По мере того как компании стремятся к инновациям, достижения в области наборов микросхем ИИ становятся решающими для обеспечения более быстрой и эффективной обработки данных и поддержки сложных потребностей будущих технологий в различных отраслях. Такие выводы содержатся в отчёте GLOBE NEWSWIRE о глобальных перспективах и прогнозах рынка микросхем ИИ на 2024–2029 гг. с участием ведущих поставщиков — AMD, Intel, NVIDIA, QUALCOMM и Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

Несколько ведущих технологических компаний активно инвестируют в исследования и разработки для создания передовых процессоров ИИ, стремясь удовлетворить растущий спрос на более быстрые и эффективные вычисления ИИ. Такие компании, как NVIDIA Corporation, AMD, Intel и Microsoft, разрабатывают специализированные ИИ-чипы, которые повышают скорость обработки, снижают энергопотребление и поддерживают сложные задачи машинного обучения, от обработки естественного языка до автономного вождения.

Рынок чипов искусственного интеллекта демонстрирует значительные региональные различия, обусловленные такими факторами, как технологические достижения, уровень инвестиций, инфраструктура и спрос на приложения ИИ. Северная Америка, в частности США, является ключевым лидером на мировом рынке чипов ИИ, поддерживаемым сильными технологическими инновациями, большим количеством стартапов в области ИИ и крупными инвестициями в исследования и разработки в области ИИ.

В Азиатско-Тихоокеанском регионе рынок быстро растёт, в основном за счёт развития технологических центров, таких как Китай, Япония, Южная Корея и Индия. В частности, Китай прилагает усилия для снижения зависимости от иностранных производителей чипов и активно инвестирует в разработку собственных технологий ИИ-чипов. Европа, хотя и не так доминирует, как Азиатско-Тихоокеанский регион и Северная Америка, наблюдает значительный рост внедрения ИИ-чипов, обусловленный растущими правительственными инициативами, направленными на стимулирование инноваций в области ИИ и промышленных приложений. Германия, Великобритания и Франция являются ключевыми игроками в регионе, уделяя особое внимание интеграции ИИ-чипов в такие отрасли, как автомобилестроение, здравоохранение и производство.

Ближний Восток и Африка представляют собой меньшие рынки ИИ-чипов по сравнению с другими регионами, но появляются новые возможности, обусловленные правительственными инициативами в таких странах, как ОАЭ и Саудовская Аравия, которые интегрируют технологии ИИ в различные сектора, включая умные города, здравоохранение и энергетику. Латинская Америка, хотя и всё ещё развивается с точки зрения инфраструктуры ИИ, наблюдает рост на ранней стадии, особенно в таких странах, как Бразилия и Мексика, поскольку компании начинают изучать возможности применения ИИ в финансах и других областях.

Тенденции и возможности рынка ии-чипов

Термин «передовой узел» относится к более мелким производственным процессам для создания интегральных схем, что приводит к увеличению плотности транзисторов, производительности и энергоэффективности. По мере того как модели ИИ становятся более сложными, мощность и эффективность ИИ-чипов становятся решающими. Более мелкие узлы, такие как 7 нм, 5 нм и 3 нм, позволяют разместить больше транзисторов на квадратный миллиметр, что обеспечивает более быструю параллельную обработку данных. Например, в марте 2024 года Министерство торговли США и Intel объявили о предварительном соглашении, согласно которому Intel получит примерно $8,5 млрд в рамках закона CHIPS и Science Act. Эта поддержка укрепит усилия Intel по производству полупроводников и исследованиям и разработкам на её предприятиях в Аризоне, Нью-Мексико, Огайо и Орегоне. Финансирование соответствует стратегии Intel по лидерству в технологии процессов, созданию устойчивой цепочки поставок и развитию бизнеса литейного производства мирового класса, продвигая лидерство США в производстве полупроводников. В сочетании с запланированными Intel инвестициями в размере $100 млрд в течение пяти лет это является одним из крупнейших государственно-частных инвестиций в историю полупроводниковой промышленности США. Кроме того, финансирование в рамках закона CHIPS имеет жизненно важное значение для цели Intel стать вторым по величине литейным производством в мире к 2030 году после TSMC. Закон помогает Intel достичь паритета и лидерства в области процессов, поддерживая достижения в передовых технологиях, таких как узел процесса 18A, который является ключевым для производства более мощных и эффективных полупроводников.

Правительственные и частные инвестиции в ИИ-чипы

Правительства во всём мире признали стратегическую важность ИИ и активно инвестируют в технологии ИИ-чипов, чтобы сохранить конкурентоспособность в глобальном масштабе. Одной из основных мотиваций для государственных инвестиций в ИИ-чипы является национальная безопасность. Например, правительство США намерено инвестировать до $100 млн для ускорения исследований и разработок устойчивых полупроводниковых материалов с использованием ИИ.

Объявленная Министерством торговли США 2 октября 2024 года эта инициатива в рамках программы CHIPS for America направлена на ускорение создания новых материалов и производственных процессов, которые удовлетворяют потребности рынка в течение пяти лет, одновременно решая проблемы экологической устойчивости. Финансирование будет поддерживать сотрудничество между университетами, отраслями и научно-исследовательскими институтами, используя автономные эксперименты на основе ИИ для улучшения исследований материалов и стимулирования инноваций в полупроводниковом секторе.

Ограничения рынка

Тестирование надёжности ИИ-чипов сталкивается со значительными проблемами, в основном из-за сверхвысокого энергопотребления, сверхнизкого напряжения и гетерогенной интеграции.

Одной из основных проблем является значительное тепло, выделяемое облачными ИИ-чипами, которые могут потреблять более 200 Вт мощности. Это высокое энергопотребление ускоряет процесс старения чипов, что требует строгих оценок надёжности. Например, выборка 77 чипов для 1000-часового теста надёжности может производить десятки тысяч ватт, оказывая огромное давление на возможности теплоотвода и баланса системы. Эффективное управление теплом имеет важное значение для поддержания стабильных температур соединений, что имеет решающее значение для точного прогнозирования срока службы этих высокопроизводительных чипов.

В октябре 2024 года AMD выпустила процессоры серии Ryzen AI PRO 300 с новой архитектурой Zen 5, предназначенной для повышения производительности бизнеса. Серия поддерживает расширенные функции, такие как создание субтитров в реальном времени и языковой перевод в конференц-звонках, благодаря встроенному NPU с мощностью обработки ИИ более 50 TOPS. Модели включают Ryzen AI 9 HX PRO 375 с 12 ядрами, разгоняющимися до 5,1 ГГц, и улучшенную безопасность благодаря технологиям AMD PRO.

В марте 2024 года NVIDIA Corporation выпустила платформу Blackwell, новую архитектуру графических процессоров, предназначенную для питания генеративного ИИ и моделей масштаба триллиона параметров со значительно сниженными затратами и энергопотреблением. Инновационные функции включают графический процессор Blackwell с 208 млрдм транзисторов, механизм Transformer второго поколения и суперчип GB200 Grace Blackwell, который объединяет передовые технологии ИИ, вычислений и сетей.

В 2023 году на Microsoft Ignite компания представила свои разработанные на заказ чипы: ускоритель ИИ Azure Maia и ЦП Azure Cobalt, предназначенные для улучшения инфраструктуры и производительности ИИ. Ускоритель ИИ Maia разработан для задач ИИ, а ЦП Cobalt на базе Arm ориентирован на общие вычислительные нагрузки.

Мировой рынок ИИ-чипов по типу сегментирован на GPU (графические процессоры), ASIC (специализированные интегральные схемы), FPGA (программируемые логические интегральные схемы), CPU (центральные процессоры) и другие. Ожидается, что сегмент ASIC продемонстрирует самый высокий среднегодовой темп роста (CAGR) более 31,70% благодаря их способности обеспечивать непревзойденную эффективность обработки и преимущества в энергопотреблении для конкретных задач. ASIC разрабатываются на заказ для конкретных приложений, что делает их невероятно эффективными при обработке ресурсоёмких алгоритмов ИИ, таких как глубокое обучение. Эти чипы популярны среди крупных компаний, занимающихся ИИ, особенно в центрах обработки данных и высокопроизводительных вычислениях, где высокая вычислительная мощность и эффективность ASIC могут значительно снизить эксплуатационные расходы и задержки.

Сегмент обработки на мировом рынке ИИ-чипов, который включает облачные и периферийные вычисления, является быстрорастущим сектором и играет решающую роль в определении возможностей ИИ как для предприятий, так и для потребительских приложений. Облачный сегмент доминирует на рынке в основном благодаря своей масштабируемости, гибкости и эффективности при обработке больших наборов данных и интенсивных вычислительных задач. Эта гибкость привела к широкому внедрению облачных решений ИИ в различных отраслях, включая финансы, здравоохранение и автономные транспортные средства. В результате облачные ИИ-чипы помогают компаниям и исследователям ускорить выполнение таких задач, как распознавание изображений и голоса, обработка естественного языка и прогнозная аналитика.

Мировой рынок чипов искусственного интеллекта по конечному пользователю сегментирован на центры обработки данных, автомобильную промышленность, потребительскую электронику и другие. Сегмент центров обработки данных имеет самую высокую долю выручки, что делает его ключевой областью роста и инвестиций для компаний, специализирующихся на оборудовании с поддержкой ИИ. Объём данных, генерируемых во всём мире, растёт экспоненциально благодаря цифровизации услуг, устройствам IoT, облачным вычислениям и платформам социальных сетей. Центры обработки данных содержат инфраструктуру, которая хранит, обрабатывает и анализирует этот огромный объём данных, что делает их критически важными для работы приложений ИИ. Центры обработки данных всё чаще интегрируют специализированные ИИ-чипы для повышения своих возможностей в обработке рабочих нагрузок ИИ.