又到了歲末年初之際，回顧過去的2024年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有增長(zhǎng)也有陣痛，復(fù)盤2024年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)狀況，有哪些長(zhǎng)足的進(jìn)展又有哪些短板？展望2025年，半導(dǎo)體市場(chǎng)又有哪些機(jī)會(huì)，該如何發(fā)展？為此，電子發(fā)燒友網(wǎng)策劃了《2025年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)展望》專題，收到數(shù)十位國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體創(chuàng)新領(lǐng)袖企業(yè)高管的前瞻觀點(diǎn)。其中，電子發(fā)燒友特別采訪了Imagination首席產(chǎn)品官James Chapman，以下是他對(duì)2025年半導(dǎo)體市場(chǎng)的分析與展望。
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Imagination首席產(chǎn)品官James Chapman

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半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)從2024年的低迷中強(qiáng)勢(shì)復(fù)蘇，目前的預(yù)測(cè)顯示，將迎來一段持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的時(shí)期，這一增長(zhǎng)主要由對(duì)支持AI的芯片需求的全面提升所驅(qū)動(dòng)，涵蓋從邊緣到云端的各個(gè)領(lǐng)域。尤其是在汽車領(lǐng)域，車輛電氣化、軟件定義和自動(dòng)駕駛的趨勢(shì)帶來了對(duì)更先進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)的迫切需求。
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在此背景下，Imagination的半導(dǎo)體IP業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展。不僅鞏固了客戶基礎(chǔ)，還通過創(chuàng)新工程師團(tuán)隊(duì)的努力，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的工程解決方案，為邊緣AI的未來奠定基礎(chǔ)。這一發(fā)展得到了Fortress Investment Group的大規(guī)模投資支持，該投資將加速圖形與邊緣AI技術(shù)的開發(fā)。
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其中之一的解決方案于2024年推出——Imagination DXS GPU IP。這是一款為汽車市場(chǎng)打造的突破性功能安全解決方案。由于出色的性能和靈活的可編程性，GPU已成為AI工作負(fù)載的首選平臺(tái)。IMG DXS專為希望將AI工作負(fù)載卸載到GPU上的汽車SoC設(shè)計(jì)者而開發(fā)。通過全面的軟硬件協(xié)同優(yōu)化，IMG DXS成為我們迄今為止計(jì)算能力最強(qiáng)的處理器，可為最新的駕駛輔助系統(tǒng)處理如計(jì)算機(jī)視覺和激光雷達(dá)點(diǎn)云處理等功能提供支持。
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邊緣AI
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在邊緣運(yùn)行人工智能模型是Imagination的專業(yè)領(lǐng)域。我們的解決方案非常適合需要實(shí)時(shí)響應(yīng)但無(wú)法保證云連接，或者因安全限制無(wú)法將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说膽?yīng)用場(chǎng)景。
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支持邊緣AI的軟件正在逐步成熟：如今已有參數(shù)規(guī)模在70億以下的模型可以運(yùn)行在智能手機(jī)等設(shè)備上，行業(yè)需要設(shè)計(jì)能夠處理這些模型的硬件。
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在設(shè)計(jì)用于邊緣AI的系統(tǒng)時(shí)，性能當(dāng)然至關(guān)重要。晶體管的縮放可以并且將會(huì)幫助釋放未來幾代邊緣硬件所需的性能提升。然而，需要注意的是，邊緣硬件不僅需要處理單一模型的推理任務(wù)，還需要應(yīng)對(duì)設(shè)備上同時(shí)運(yùn)行的所有并行加速任務(wù)、用戶交互任務(wù)以及設(shè)備管理任務(wù)。因此，邊緣AI設(shè)計(jì)需要一種全局視角，其中AI用例必須與其他功能共存——更重要的是，它們必須共享熱預(yù)算。隨著晶體管密度的增加，性能雖然得以提升，但瓶頸轉(zhuǎn)向了熱管理。在邊緣AI的未來中，**每瓦特運(yùn)算能力（TOPS/W）**將比峰值運(yùn)算能力（TOPS）更重要，成為成功的關(guān)鍵指標(biāo)。
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此外，隨著AI模型的快速迭代，硬件設(shè)計(jì)者需要通過提升加速器的能效和可編程性，來確保其設(shè)備具備應(yīng)對(duì)未來需求的能力。硬件的設(shè)計(jì)不僅要適配當(dāng)前流行的模型，還要支持下一代模型。這需要軟硬件結(jié)合，構(gòu)建可適應(yīng)未來發(fā)展的軟件棧。
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GPU作為計(jì)算任務(wù)的優(yōu)秀加速器，已經(jīng)在云端AI工作負(fù)載中表現(xiàn)出卓越的性能、可擴(kuò)展性和可編程性。鑒于這些優(yōu)勢(shì)，Imagination正在增強(qiáng)其備受信賴的GPU架構(gòu)的AI能力。該架構(gòu)已在過去30年間為邊緣設(shè)備提供了高能效的圖形和計(jì)算支持。通過基于開放標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算軟件棧，我們正在幫助開發(fā)者釋放這些能力，從而推動(dòng)邊緣AI的進(jìn)一步發(fā)展。
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汽車
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汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)在2024年確實(shí)有所增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2025年及以后將迎來更顯著的增長(zhǎng)。半導(dǎo)體技術(shù)滲透到汽車基礎(chǔ)設(shè)施的方方面面，從動(dòng)力系統(tǒng)到信息娛樂系統(tǒng)。由于半導(dǎo)體成為汽車差異化的關(guān)鍵點(diǎn)，供應(yīng)鏈發(fā)生了變化。一些專注于電動(dòng)車或完全自動(dòng)駕駛汽車的新OEM廠商出現(xiàn)了。這些新玩家高度關(guān)注汽車的電子架構(gòu)，甚至經(jīng)常自行設(shè)計(jì)汽車控制器，而不是從傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈中采購(gòu)解決方案。對(duì)于像Imagination這樣的IP供應(yīng)商來說，這帶來了新的機(jī)遇。我們不僅繼續(xù)與瑞薩電子、德州儀器等長(zhǎng)期合作伙伴合作，還助力新興OEM內(nèi)部的半導(dǎo)體團(tuán)隊(duì)將他們的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。
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Imagination是汽車座艙和車載信息娛樂系統(tǒng)領(lǐng)域領(lǐng)先的GPU IP供應(yīng)商。傳統(tǒng)上，我們的GPU為車載屏幕上的用戶界面提供支持。憑借對(duì)汽車市場(chǎng)需求（尤其是功能安全方面）的深刻理解，我們的GPU如今也被用于ADAS單元中的計(jì)算加速器。我們最近發(fā)布的Imagination DXS GPU IP已獲得授權(quán)并集成到客戶的解決方案中，同時(shí)我們正在持續(xù)完善計(jì)算軟件棧，以在我們的硬件上實(shí)現(xiàn)高性能AI計(jì)算。
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為了應(yīng)對(duì)汽車中不斷上升的計(jì)算成本，汽車行業(yè)正在將多項(xiàng)功能整合到更少但更強(qiáng)大的控制器中。這一趨勢(shì)帶來了兩大技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，一個(gè)控制多個(gè)領(lǐng)域的控制器需要一個(gè)強(qiáng)大的虛擬化解決方案，用于工作負(fù)載優(yōu)先級(jí)管理和避免任務(wù)干擾，例如Imagination的HyperLane技術(shù)。

其次，功能安全至關(guān)重要（即在及時(shí)且安全的方式下檢測(cè)并處理故障的能力）。任何處理安全關(guān)鍵任務(wù)的硬件，例如車道檢測(cè)、駕駛員監(jiān)控、制動(dòng)等，都需要符合ISO 26262汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)（ASIL）的認(rèn)證。滿足ASIL要求一直以來對(duì)OEM來說成本較高。傳統(tǒng)方法包括兩次運(yùn)行工作負(fù)載（性能減半）或在兩個(gè)核心上同時(shí)運(yùn)行操作（芯片面積加倍）。Imagination近期在分布式功能安全領(lǐng)域的創(chuàng)新消除了這些負(fù)擔(dān)，使汽車公司能夠在不增加開銷的情況下滿足功能安全要求。
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2025年增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力
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汽車、物聯(lián)網(wǎng)以及加速計(jì)算預(yù)計(jì)將在2025年成為推動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。企業(yè)正在尋找能夠滿足最新AI模型復(fù)雜性能、能效和可編程性需求的新型處理器技術(shù)。
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一個(gè)重要的增長(zhǎng)領(lǐng)域是新興的RISC-V SoC市場(chǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2031年，RISC-V SoC的出貨量將超過200億顆，市場(chǎng)滲透率可達(dá)四分之一。Imagination是RISC-V設(shè)計(jì)的GPU IP供應(yīng)商，其產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用于多款芯片中，例如玄鐵TH1520和奕斯偉計(jì)算的EIC77系列等等。隨著RISC-V的流行度提升以及更復(fù)雜的應(yīng)用處理器的出現(xiàn)，我們預(yù)計(jì)將有更多的Imagination GPU IP被集成到支持RISC-V的SoC中。
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在半導(dǎo)體行業(yè)中，成功平衡供需是一項(xiàng)巨大的成就，尤其是在芯片開發(fā)到消費(fèi)者購(gòu)買的周期較長(zhǎng)的情況下。對(duì)AI處理器和高帶寬內(nèi)存的高需求可能帶來額外挑戰(zhàn)，因?yàn)槠髽I(yè)正將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向潛在利潤(rùn)率更高的新產(chǎn)品。
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作為一家IP公司，Imagination的角色是降低風(fēng)險(xiǎn)并加速產(chǎn)品開發(fā)，使企業(yè)能夠部署高質(zhì)量、功能全面的處理器，而無(wú)需投入數(shù)百萬(wàn)美元從零開始設(shè)計(jì)復(fù)雜的加速器。我們不僅與成熟企業(yè)合作，幫助他們持續(xù)向客戶提供最新的圖形和AI創(chuàng)新，還支持致力于顛覆市場(chǎng)中充滿動(dòng)能的新興企業(yè)，例如桌面計(jì)算領(lǐng)域的新玩家。
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我們認(rèn)為2025年將是在AI技術(shù)推動(dòng)下，充滿了令人振奮的創(chuàng)新的一年。首先，越來越多的從高端到中端的計(jì)算設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品都在加入AI能力，這有助于打破以傳統(tǒng)CPU計(jì)算架構(gòu)在許多領(lǐng)域內(nèi)的壟斷和掣肘，推動(dòng)諸如GPU +AI等更加靈活高效硬件體系的普及，甚至更加緊密的集成。中國(guó)不僅是巨大的消費(fèi)市場(chǎng)，也是全球電子產(chǎn)品供應(yīng)鏈上最重要的環(huán)節(jié)之一，因此其具有的巨大市場(chǎng)潛力能夠支撐和孵化出采用新架構(gòu)參與競(jìng)爭(zhēng)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，同時(shí)Imagination也已經(jīng)為這個(gè)市場(chǎng)準(zhǔn)備好了相應(yīng)的解決方案。
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