又到了歲末年初之際，回顧過去的2024年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有增長也有陣痛，復(fù)盤2024年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)狀況，有哪些長足的進展又有哪些短板？展望2025年，半導(dǎo)體市場又有哪些機會，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)十位國內(nèi)外半導(dǎo)體創(chuàng)新領(lǐng)袖企業(yè)高管的前瞻觀點。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2025年半導(dǎo)體市場的分析與展望。
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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年的低迷中強勢復(fù)蘇，目前的預(yù)測顯示，將迎來一段持續(xù)穩(wěn)定增長的時期，這一增長主要由對支持AI的芯片需求的全面提升所驅(qū)動，涵蓋從邊緣到云端的各個領(lǐng)域。尤其是在汽車領(lǐng)域，車輛電氣化、軟件定義和自動駕駛的趨勢帶來了對更先進計算系統(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)新工程師團隊的努力，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為切實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。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算能力最強的處理器，可為最新的駕駛輔助系統(tǒng)處理如計算機視覺和激光雷達(dá)點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時響應(yīng)但無法保證云連接，或者因安全限制無法將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫说膽?yīng)用場景。
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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行在智能手機等設(shè)備上，行業(yè)需要設(shè)計能夠處理這些模型的硬件。
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在設(shè)計用于邊緣AI的系統(tǒng)時，性能當(dāng)然至關(guān)重要。晶體管的縮放可以并且將會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)對設(shè)備上同時運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，**每瓦特運算能力（TOPS/W）**將比峰值運算能力（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)對未來需求的能力。硬件的設(shè)計不僅要適配當(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、可擴展性和可編程性。鑒于這些優(yōu)勢，Imagination正在增強其備受信賴的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算支持。通過基于開放標(biāo)準(zhǔn)的計算軟件棧，我們正在幫助開發(fā)者釋放這些能力，從而推動邊緣AI的進一步發(fā)展。
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汽車
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汽車半導(dǎo)體市場在2024年確實有所增長，預(yù)計在2025年及以后將迎來更顯著的增長。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，供應(yīng)鏈發(fā)生了變化。一些專注于電動車或完全自動駕駛汽車的新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)計汽車控制器，而不是從傳統(tǒng)汽車供應(yīng)鏈中采購解決方案。對于像Imagination這樣的IP供應(yīng)商來說，這帶來了新的機遇。我們不僅繼續(xù)與瑞薩電子、德州儀器等長期合作伙伴合作，還助力新興OEM內(nèi)部的半導(dǎo)體團隊將他們的創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實。
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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。憑借對汽車市場需求（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，同時我們正在持續(xù)完善計算軟件棧，以在我們的硬件上實現(xiàn)高性能AI計算。
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為了應(yīng)對汽車中不斷上升的計算成本，汽車行業(yè)正在將多項功能整合到更少但更強大的控制器中。這一趨勢帶來了兩大技術(shù)挑戰(zhàn)。首先，一個控制多個領(lǐng)域的控制器需要一個強大的虛擬化解決方案，用于工作負(fù)載優(yōu)先級管理和避免任務(wù)干擾，例如Imagination的HyperLane技術(shù)。

其次，功能安全至關(guān)重要（即在及時且安全的方式下檢測并處理故障的能力）。任何處理安全關(guān)鍵任務(wù)的硬件，例如車道檢測、駕駛員監(jiān)控、制動等，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OEM來說成本較高。傳統(tǒng)方法包括兩次運行工作負(fù)載（性能減半）或在兩個核心上同時運行操作（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年增長驅(qū)動力
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汽車、物聯(lián)網(wǎng)以及加速計算預(yù)計將在2025年成為推動半導(dǎo)體市場增長的主要動力。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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一個重要的增長領(lǐng)域是新興的RISC-V SoC市場。據(jù)預(yù)測，到2031年，RISC-V SoC的出貨量將超過200億顆，市場滲透率可達(dá)四分之一。Imagination是RISC-V設(shè)計的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巨大的成就，尤其是在芯片開發(fā)到消費者購買的周期較長的情況下。對AI處理器和高帶寬內(nèi)存的高需求可能帶來額外挑戰(zhàn)，因為企業(yè)正將重點轉(zhuǎn)向潛在利潤率更高的新產(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，而無需投入數(shù)百萬美元從零開始設(shè)計復(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中充滿動能的新興企業(yè)，例如桌面計算領(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算設(shè)備、移動設(shè)備和消費電子產(chǎn)品都在加入AI能力，這有助于打破以傳統(tǒng)CPU計算架構(gòu)在許多領(lǐng)域內(nèi)的壟斷和掣肘，推動諸如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。中國不僅是巨大的消費市場，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潛力能夠支撐和孵化出采用新架構(gòu)參與競爭的芯片設(shè)計企業(yè)，同時Imagination也已經(jīng)為這個市場準(zhǔn)備好了相應(yīng)的解決方案。
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