Imagination：2025年强势复苏，边缘AI、汽车带给半导体IP厂商新动能

又到了岁末年初之际，回顾过去的2024年，半导体产业有增长也有阵痛，复盘2024年的半导体产业状况，有哪些长足的进展又有哪些短板？展望2025年，半导体市场又有哪些机会，该如何发展？为此，电子发烧友网策划了《2025年半导体产业展望》专题，收到数十位国内外半导体创新领袖企业高管的前瞻观点。其中，电子发烧友特别采访了Imagination首席产品官James Chapman，以下是他对2025年半导体市场的分析与展望。
 

Imagination首席产品官James Chapman

 
半导体行业已经从2024年的低迷中强势复苏，目前的预测显示，将迎来一段持续稳定增长的时期，这一增长主要由对支持AI的芯片需求的全面提升所驱动，涵盖从边缘到云端的各个领域。尤其是在汽车领域，车辆电气化、软件定义和自动驾驶的趋势带来了对更先进计算系统的迫切需求。
 
在此背景下，Imagination的半导体IP业务持续发展。不仅巩固了客户基础，还通过创新工程师团队的努力，将创意转化为切实可行的工程解决方案，为边缘AI的未来奠定基础。这一发展得到了Fortress Investment Group的大规模投资支持，该投资将加速图形与边缘AI技术的开发。
 
其中之一的解决方案于2024年推出——Imagination DXS GPU IP。这是一款为汽车市场打造的突破性功能安全解决方案。由于出色的性能和灵活的可编程性，GPU已成为AI工作负载的首选平台。IMG DXS专为希望将AI工作负载卸载到GPU上的汽车SoC设计者而开发。通过全面的软硬件协同优化，IMG DXS成为我们迄今为止计算能力最强的处理器，可为最新的驾驶辅助系统处理如计算机视觉和激光雷达点云处理等功能提供支持。
 
边缘AI
 
在边缘运行人工智能模型是Imagination的专业领域。我们的解决方案非常适合需要实时响应但无法保证云连接，或者因安全限制无法将数据传输到云端的应用场景。
 
支持边缘AI的软件正在逐步成熟：如今已有参数规模在70亿以下的模型可以运行在智能手机等设备上，行业需要设计能够处理这些模型的硬件。
 
在设计用于边缘AI的系统时，性能当然至关重要。晶体管的缩放可以并且将会帮助释放未来几代边缘硬件所需的性能提升。然而，需要注意的是，边缘硬件不仅需要处理单一模型的推理任务，还需要应对设备上同时运行的所有并行加速任务、用户交互任务以及设备管理任务。因此，边缘AI设计需要一种全局视角，其中AI用例必须与其他功能共存——更重要的是，它们必须共享热预算。随着晶体管密度的增加，性能虽然得以提升，但瓶颈转向了热管理。在边缘AI的未来中，**每瓦特运算能力（TOPS/W）**将比峰值运算能力（TOPS）更重要，成为成功的关键指标。
 
此外，随着AI模型的快速迭代，硬件设计者需要通过提升加速器的能效和可编程性，来确保其设备具备应对未来需求的能力。硬件的设计不仅要适配当前流行的模型，还要支持下一代模型。这需要软硬件结合，构建可适应未来发展的软件栈。
 
GPU作为计算任务的优秀加速器，已经在云端AI工作负载中表现出卓越的性能、可扩展性和可编程性。鉴于这些优势，Imagination正在增强其备受信赖的GPU架构的AI能力。该架构已在过去30年间为边缘设备提供了高能效的图形和计算支持。通过基于开放标准的计算软件栈，我们正在帮助开发者释放这些能力，从而推动边缘AI的进一步发展。
 
汽车
 
汽车半导体市场在2024年确实有所增长，预计在2025年及以后将迎来更显著的增长。半导体技术渗透到汽车基础设施的方方面面，从动力系统到信息娱乐系统。由于半导体成为汽车差异化的关键点，供应链发生了变化。一些专注于电动车或完全自动驾驶汽车的新OEM厂商出现了。这些新玩家高度关注汽车的电子架构，甚至经常自行设计汽车控制器，而不是从传统汽车供应链中采购解决方案。对于像Imagination这样的IP供应商来说，这带来了新的机遇。我们不仅继续与瑞萨电子、德州仪器等长期合作伙伴合作，还助力新兴OEM内部的半导体团队将他们的创意转化为现实。
 
Imagination是汽车座舱和车载信息娱乐系统领域领先的GPU IP供应商。传统上，我们的GPU为车载屏幕上的用户界面提供支持。凭借对汽车市场需求（尤其是功能安全方面）的深刻理解，我们的GPU如今也被用于ADAS单元中的计算加速器。我们最近发布的Imagination DXS GPU IP已获得授权并集成到客户的解决方案中，同时我们正在持续完善计算软件栈，以在我们的硬件上实现高性能AI计算。
 
为了应对汽车中不断上升的计算成本，汽车行业正在将多项功能整合到更少但更强大的控制器中。这一趋势带来了两大技术挑战。首先，一个控制多个领域的控制器需要一个强大的虚拟化解决方案，用于工作负载优先级管理和避免任务干扰，例如Imagination的HyperLane技术。

其次，功能安全至关重要（即在及时且安全的方式下检测并处理故障的能力）。任何处理安全关键任务的硬件，例如车道检测、驾驶员监控、制动等，都需要符合ISO 26262汽车功能安全标准（ASIL）的认证。满足ASIL要求一直以来对OEM来说成本较高。传统方法包括两次运行工作负载（性能减半）或在两个核心上同时运行操作（芯片面积加倍）。Imagination近期在分布式功能安全领域的创新消除了这些负担，使汽车公司能够在不增加开销的情况下满足功能安全要求。
 
2025年增长驱动力
 
汽车、物联网以及加速计算预计将在2025年成为推动半导体市场增长的主要动力。企业正在寻找能够满足最新AI模型复杂性能、能效和可编程性需求的新型处理器技术。
 
一个重要的增长领域是新兴的RISC-V SoC市场。据预测，到2031年，RISC-V SoC的出货量将超过200亿颗，市场渗透率可达四分之一。Imagination是RISC-V设计的GPU IP供应商，其产品已被广泛应用于多款芯片中，例如玄铁TH1520和奕斯伟计算的EIC77系列等等。随着RISC-V的流行度提升以及更复杂的应用处理器的出现，我们预计将有更多的Imagination GPU IP被集成到支持RISC-V的SoC中。
 
在半导体行业中，成功平衡供需是一项巨大的成就，尤其是在芯片开发到消费者购买的周期较长的情况下。对AI处理器和高带宽内存的高需求可能带来额外挑战，因为企业正将重点转向潜在利润率更高的新产品。
 
作为一家IP公司，Imagination的角色是降低风险并加速产品开发，使企业能够部署高质量、功能全面的处理器，而无需投入数百万美元从零开始设计复杂的加速器。我们不仅与成熟企业合作，帮助他们持续向客户提供最新的图形和AI创新，还支持致力于颠覆市场中充满动能的新兴企业，例如桌面计算领域的新玩家。
 
我们认为2025年将是在AI技术推动下，充满了令人振奋的创新的一年。首先，越来越多的从高端到中端的计算设备、移动设备和消费电子产品都在加入AI能力，这有助于打破以传统CPU计算架构在许多领域内的垄断和掣肘，推动诸如GPU +AI等更加灵活高效硬件体系的普及，甚至更加紧密的集成。中国不仅是巨大的消费市场，也是全球电子产品供应链上最重要的环节之一，因此其具有的巨大市场潜力能够支撑和孵化出采用新架构参与竞争的芯片设计企业，同时Imagination也已经为这个市场准备好了相应的解决方案。