本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自market.us
未來10年，TPU芯片復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)40.5%。
張量處理單元（TPU）是專為深度學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)的專用硬件加速器，擅長(zhǎng)處理基于張量的計(jì)算以及大規(guī)模矩陣運(yùn)算，是人工智能（AI）應(yīng)用不可或缺的部分。
受人工智能應(yīng)用對(duì)高效計(jì)算處理需求增長(zhǎng)的推動(dòng)，TPU 市場(chǎng)正強(qiáng)勁發(fā)展。各行各業(yè)持續(xù)采用人工智能，使得對(duì) TPU 這類能更快、更高效處理 AI 算法的專用硬件需求日益增長(zhǎng)。汽車、醫(yī)療保健和金融等行業(yè)紛紛部署 TPU，以提升實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和 AI 驅(qū)動(dòng)決策的性能與效率。TPU 能夠顯著加速深度學(xué)習(xí)任務(wù)處理，降低延遲并提高數(shù)據(jù)操作吞吐量，這在自動(dòng)駕駛汽車、金融交易平臺(tái)等需要實(shí)時(shí)分析和決策的場(chǎng)景中尤為關(guān)鍵 。
采用云端 TPU 的趨勢(shì)顯著，它為深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練提供了可擴(kuò)展且高效的解決方案。這種轉(zhuǎn)變?cè)从趯?duì)計(jì)算能力靈活性的需求，以及減少本地硬件設(shè)置相關(guān)的前期資本支出。例如，2024 年 7 月，蘋果公司與谷歌合作，利用谷歌的 TPUv5p 和 TPUv4 模型訓(xùn)練其 AI 系統(tǒng)，旨在增強(qiáng)自身 AI 能力。企業(yè)采用 TPU，正是看中其處理 AI 工作負(fù)載的高效性，這為企業(yè)提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，有助于在市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
Market.us 預(yù)計(jì)，TPU 市場(chǎng)規(guī)模將從 2024 年的 358 億美元大幅擴(kuò)張至 2034 年的約 10,731 億美元，2025 - 2034 年預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）達(dá) 40.5%。北美在 TPU 市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，2024 年市場(chǎng)份額超 33%，收入達(dá) 118.1 億美元。
其中，美國(guó)市場(chǎng) 2024 年價(jià)值約 95 億美元，預(yù)計(jì) 2034 年增長(zhǎng)到 1518 億美元，2025 - 2034 年復(fù)合年增長(zhǎng)率為 32.0%。北美在 TPU 市場(chǎng)的領(lǐng)先，得益于對(duì)人工智能技術(shù)的大量投資，以及谷歌、IBM 和微軟等科技巨頭強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)，這些企業(yè)不斷將 TPU 集成到運(yùn)營(yíng)框架中；同時(shí)，北美采用先進(jìn)技術(shù)的先鋒地位、高端基礎(chǔ)設(shè)施能力，以及政府支持人工智能研發(fā)的優(yōu)惠政策，也鞏固了其市場(chǎng)主導(dǎo)地位，鼓勵(lì)企業(yè)利用 TPU 創(chuàng)新并擴(kuò)展 AI 能力。
從細(xì)分市場(chǎng)來看，2024 年，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域在 TPU 市場(chǎng)中占比超 38.7%，凸顯 TPU 在支持 AI 和 ML 應(yīng)用方面的關(guān)鍵作用；基于云的 TPU 占據(jù)超 55.3% 的市場(chǎng)份額，顯示出部署機(jī)器學(xué)習(xí)模型時(shí)對(duì)云架構(gòu)的明顯傾向；IT 和電信行業(yè)是 TPU 的主要用戶，占比超 30.7%，體現(xiàn)該行業(yè)對(duì)先進(jìn)計(jì)算能力以管理大數(shù)據(jù)流和支持電信服務(wù)的依賴。
TPU 市場(chǎng)的擴(kuò)張帶來了諸多投資機(jī)會(huì)，尤其是量子計(jì)算和邊緣 AI 等新興領(lǐng)域。企業(yè)使用 TPU 可降低運(yùn)營(yíng)成本，提高 AI 驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和速度，進(jìn)而提升整體效率和客戶滿意度。此外，TPU 設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步，如更高的能效和更強(qiáng)的處理能力，也在持續(xù)推動(dòng) TPU 的普及，例如谷歌 Trillium 等創(chuàng)新技術(shù)，顯著提升了計(jì)算性能和能效。
谷歌TPU作為ASIC領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品，其市占率從2023年的71%提升至2024年的74%，2024年銷售額預(yù)估達(dá)60-90億美元。與此同時(shí)，亞馬遜Trainium2芯片在2024年實(shí)現(xiàn)超200%的出貨增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年AWS將聚焦Trainium芯片，推動(dòng)其在公有云和電商場(chǎng)景的深度應(yīng)用。Meta的MTIA芯片已迭代至第二代，主要用于模型推理，并計(jì)劃于2026年推出訓(xùn)練專用ASIC。此外，OpenAI計(jì)劃采用臺(tái)積電3nm及A16制程生產(chǎn)ASIC，預(yù)計(jì)2026年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，進(jìn)一步加劇行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。
在部署模式上，2024 年云計(jì)算領(lǐng)域在 TPU 市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)，市場(chǎng)份額超 55.3%。這主要得益于各行各業(yè)向云基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)變，企業(yè)對(duì)可擴(kuò)展、靈活的計(jì)算資源需求強(qiáng)烈，以處理人工智能應(yīng)用所需的海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜計(jì)算。
基于云的 TPU 為企業(yè)提供高性能 AI 處理能力，且無需高額前期硬件成本，適合希望利用 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)卻不想大量投入硬件的企業(yè)。云安全性增強(qiáng)和托管服務(wù)增加，進(jìn)一步鞏固了云 TPU 的領(lǐng)先地位，簡(jiǎn)化了集成和管理，使其對(duì)注重?cái)?shù)據(jù)安全和法規(guī)遵從的企業(yè)更具吸引力。
企業(yè)受益于云 TPU 強(qiáng)大、按需且經(jīng)濟(jì)高效的功能，利于訓(xùn)練復(fù)雜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和部署實(shí)時(shí) AI 應(yīng)用。此外，TPU 集成到 Google Cloud、Amazon Web Services 和 Microsoft Azure 等主流云平臺(tái)，便于用戶按需無縫擴(kuò)展計(jì)算資源，其按需付費(fèi)的定價(jià)模式，也使其成為企業(yè)優(yōu)化 AI 計(jì)劃的有力選擇。
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