2021年全球及中國DPU市場(chǎng)現(xiàn)狀及競(jìng)爭格局分析

2021年全球及中國DPU市場(chǎng)現(xiàn)狀及競(jìng)爭格局分析一、DPU的進(jìn)化歷程DPU（數(shù)據(jù)處理器，DataProcessingUnit），是數(shù)據(jù)中心第三顆主力芯片。2016年，DPU首次由美國公司Fungible提出，其主要目標(biāo)是優(yōu)化和提升數(shù)據(jù)中心效能。DPU是由基礎(chǔ)網(wǎng)卡進(jìn)化而來，是智能網(wǎng)卡發(fā)展的下一形態(tài)。其進(jìn)化史可分為以下三個(gè)主要階段：二、DPU產(chǎn)業(yè)鏈DPU上游涉及如EDA設(shè)計(jì)軟件、IP核、封裝測(cè)試、代工等環(huán)節(jié)，下游則主要對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)中心/云計(jì)算、智能駕駛、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域需求。從產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)來看，DPU下游需求有望持續(xù)放量，國內(nèi)廠商與海外龍頭有望在未來同臺(tái)競(jìng)技。三、全球DPU市場(chǎng)現(xiàn)狀分析1、全球PC與服務(wù)器出貨量CPU（中央處理器）是整個(gè)計(jì)算設(shè)備的大腦，其誕生使得軟件和硬件從此解耦，可以實(shí)現(xiàn)更高IPC和更高頻率。自上世紀(jì)90年代以來，CPU整體性能提升接近5萬倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球PC出貨量為3.47億臺(tái)，同比增長16.27%。同時(shí)，基于CPU，軟件也發(fā)展出龐大生態(tài)，無論是x86架構(gòu)服務(wù)器端還是ARM架構(gòu)移動(dòng)端，都構(gòu)建起自身豐富的生態(tài)系統(tǒng)。CPU重要應(yīng)用領(lǐng)域包括PC和服務(wù)器，每臺(tái)PC通常有一顆CPU，而每臺(tái)服務(wù)器CPU數(shù)量不定，通常分為一路、雙路、四路及以上服務(wù)器；其中，以雙路服務(wù)器為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球服務(wù)器出貨量達(dá)1353.9萬臺(tái)，同比增長9.07%；2、全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模隨著全球互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)量的巨量增長，推動(dòng)了全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入為679.3億美元，同比增長9.8%。預(yù)計(jì)2022年全球數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入將達(dá)到746億美元。3、全球DPU市場(chǎng)空間據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，全球DPU市場(chǎng)空間為30.5億美元，截至2021年達(dá)到50.7億美元，預(yù)計(jì)至2025年，市場(chǎng)空間將有望達(dá)到245.3億美元，五年復(fù)合增速為51.73%。四、中國DPU市場(chǎng)現(xiàn)狀分析1、數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)規(guī)模受新基建、數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字中國遠(yuǎn)景目標(biāo)等國家政策促進(jìn)及企業(yè)降本增效需求的驅(qū)動(dòng)，近年來我國數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入持續(xù)高速增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)市場(chǎng)收入達(dá)到1500.2億元，同比增長28.5%。隨著我國各地區(qū)、各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，我國數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)收入將保持持續(xù)增長態(tài)勢(shì)。2、云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模在帶寬迭代上，數(shù)據(jù)中心平均2-3年迭代一次，DPU能夠很好支持用戶數(shù)據(jù)中心帶寬升級(jí)，并且將新功能靈活部署在舊有的硬件架構(gòu)上。2017-2019年，我國云計(jì)算行業(yè)規(guī)模增速均在30%以上，呈高速增長態(tài)勢(shì)，2021年我國云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模為3102億元。目前，包括亞馬遜、阿里云、華為等云計(jì)算龍頭都在發(fā)展符合自身要求的DPU產(chǎn)品線。3、自動(dòng)駕駛乘用車銷量及滲透率DPU在車載終端的部署可提升終端處理能力和傳輸速率，從而降低時(shí)延，保證車輛在高速移動(dòng)場(chǎng)景下維持?jǐn)?shù)據(jù)交換。未來，智能駕駛每個(gè)車機(jī)節(jié)點(diǎn)都可視為小型數(shù)據(jù)中心，并將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)處理、轉(zhuǎn)發(fā)、交換和存儲(chǔ)需求。為降低車載終端在無線側(cè)的傳輸時(shí)延，每輛智能駕駛汽車都有望配備DPU。以NVIDIA為例，其智能駕駛平臺(tái)Atlan即集成了DPU芯片，預(yù)計(jì)在2025年用于車機(jī)之上。DPU可以部署在L3及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車上，未來搭載TJP、HWP等L3級(jí)別功能的智能汽車將會(huì)逐步落地，到2027年L2.5/3級(jí)別智能汽車有望成為主流4、DPU市場(chǎng)空間2023年國內(nèi)數(shù)據(jù)中心將升至800G，屆時(shí)DPU性能將升級(jí)至100G及更高，DPU將迎來第一輪配置需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年國內(nèi)DPU市場(chǎng)規(guī)模為75.3億元，預(yù)計(jì)2025年，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到565.9億元，五年復(fù)合增速達(dá)170.60%。五、DPU市場(chǎng)競(jìng)爭格局分析1、全球DPU市場(chǎng)主要參與者除NVIDIA外，Intel公司在2015年收購了Altera，并于2021年6月發(fā)布IPU類DPU產(chǎn)品。Marvell從2018年起陸續(xù)收購了Cavium、AveraSemiconductor和芯片初創(chuàng)公司Innovium。Xilinx于2019年4月宣布收購Solarflare，并于2020年發(fā)布Alveo系列加速卡產(chǎn)品，后又被AMD于2022年2月收購。Fungible則專注于DPU設(shè)計(jì)，于2019年推出了F1DPU產(chǎn)品。2022年4月，AMD宣布對(duì)DPU廠商Pensando收購，通過這次并購，AMD將正式進(jìn)軍DPU領(lǐng)域，完成涵蓋CPU、GPU、FPGA和DPU整個(gè)云端布局。2、國內(nèi)DPU新興廠商國內(nèi)市場(chǎng)除阿里巴巴、華為與騰訊外，其他DPU新興產(chǎn)業(yè)亦蓄勢(shì)待發(fā)，如北中網(wǎng)芯、芯啟源、云豹智能、星云智聯(lián)、大禹智芯、中科馭數(shù)等紛紛入局。其中北中網(wǎng)芯（左江科技控股66.86%）成立于2020年，并于2022年完成第二輪戰(zhàn)略融資，引入潤興銳華、三匯智芯等市場(chǎng)資本，主要研制目標(biāo)為可編程網(wǎng)絡(luò)安全芯片，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前快速擴(kuò)大的數(shù)據(jù)中心DPU市場(chǎng)需求，預(yù)計(jì)2022年下半年流片返回，發(fā)力國內(nèi)DPU市場(chǎng)。六、DPU不同技術(shù)參數(shù)對(duì)比DPU不同技術(shù)路徑在成本、編程簡易性和靈活性方面存在各自利弊。其中，ASIC具備高性能、低功耗、低成本等特性，但其在預(yù)定義范圍內(nèi)可編程性較低，靈活性一般，限制了其向新應(yīng)用場(chǎng)景開拓的能力；基于FPGA的技術(shù)路線具有非常高的靈活性和可編程性，在足夠時(shí)間和成本預(yù)算支持下可以相對(duì)有效地支持幾乎所有功能，但其價(jià)格昂貴、功耗較高、芯片面積較大；對(duì)于更復(fù)雜、更廣泛的現(xiàn)實(shí)用例，基于SoC（如NVIDIABlueFieldDPU）的技術(shù)路線提供了更優(yōu)實(shí)施選項(xiàng)，SoC技術(shù)路線具備可編程、高靈活性等特征，是未來DPU發(fā)展的一個(gè)主流方向。七、DPU行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)中心是DPU目前最主要的應(yīng)用場(chǎng)景，預(yù)計(jì)未來用于數(shù)據(jù)中心