一、图形化产业现状
(一)图形化产业发展情况:GPU随着计算机游戏和图形应用的兴起而诞生,拥有大规模并行计算架构,应用范围从图形处理扩展到科学计算、人工智能等领域。主要应用领域包括游戏、图像渲染、虚拟现实、车载显示、AIGC等,其中游戏产业预计2024年将达到1877亿美元,中国游戏市场2023年收入477.6亿美元。PC产业2023年全球出货量2.47亿台,智能手机产业2024年全球出货量12亿台,虚拟现实相关产业2024年市场规模预计为237.3亿美元,车载显示产业2024年市场规模预计为144.7亿美元。
(二)图形化产业对芯片的需求:图形化领域对显示芯片提出更高要求,2023年GPU市场市场份额为379亿美元,预计未来复合年增长率为32.70%。从各个领域来看,PC市场分为集成型GPU和独立型GPU,游戏设备通常使用高性能独立式GPU,智能手机SoC通常集成CPU和GPU,AR/VR设备一般使用独立式GPU,汽车显示市场对GPU的需求主要集中在高端车型和智能座舱,AIGC市场采用服务器GPU,以独立GPU为主。
(三)GPU产业化发展历史及现状:GPU自上世纪80年代诞生以来,经历了从辅助CPU进行图形渲染到成为通用计算核心的变革。20世纪90年代NVIDIA推出GeForce256图形处理器,标志着GPU概念的诞生。国内GPU市场近年来保持增长,但与国外领先品牌相比,单片性能存在较大差距,主要挑战包括技术差距、产能问题和软件配套。
二、图形化产业标准和政策情况
(一)图形化产业政策现状:近年来国家及地方政府相继颁布相关政策,支持GPU行业国产化替代,例如《关于推动未来产业创新发展的实施意见》提出加快突破GPU芯片等技术,建设超大规模智算中心。
(二)图形化标准现状:图形显示技术生态体系主要涉及Khronos、AOUSD、MPEG、ASWF、W3C等五大标准组织,图形化GPU主要有OpenGL、Vulkan和DirectX三个影响力较大的图形和计算标准。国内标准化科研单位及标准技术组织已开展相关标准研制工作,例如中国电子技术标准化研究院牵头立项了国家标准《半导体集成电路图形处理器(GPU)》。
三、总结与展望
国内标准的发展机遇主要来自应用诉求的提高,亟需一套新的产业标准来统一产业共识。现有图形渲染API在应对更大场景、更好画质、更高帧率渲染需求时逐渐暴露出设计上的不足。国内标准体系建立的挑战来自于技术水平相对落后和市场份额较小。未来需要加强国际国内的技术交流与合作,形成具有中国特色的GPU标准体系,促进国内GPU产业的健康发展。