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AIチップの市場規模とシェア
世界のAIチップ市場規模は、2024年の1,231億6,000万米ドルから2029年には3,115億8,000万米ドルに拡大し、2024年から2029年までの予測期間中に年平均成長率20.4%で成長すると予測されています。
AIチップ市場を牽引しているのは、ハイパースケーラによるAIサーバ採用の増加や、BFSI、ヘルスケア、小売・電子商取引、メディア・エンターテインメントなど、さまざまな業界でGenAIやAIoTなどのGenerative AI技術やアプリケーションの利用が拡大していることです。
AIチップは、AIサーバーにおける高速並列処理の実現を支援し、クラウドデータセンターのエコシステムにおいて高いパフォーマンスを提供し、AIワークロードを効率的に処理します。さらに、エッジAIコンピューティングの採用が急増し、リアルタイムのデータ処理に注目が集まっていることに加え、特にアジア太平洋地域の経済におけるAIインフラ整備への政府主導の投資が堅調であることが、AIチップ産業の成長をさらに後押ししています。
AIチップ市場の動向
ドライバー ハイパースケーラーによるAIサーバー採用の増加
BFSI、ヘルスケア、小売＆Eコマース、メディア＆エンターテインメント、自動車など、複数の業界にわたる多様なAI搭載アプリケーションでAIサーバーの導入が進むにつれて、AIチップの需要が急増しています。データセンター所有者やクラウドサービスプロバイダーは、AIアプリケーションを実現するためにインフラをアップグレードしています。
MarketsandMarketsの分析によると、AIサーバーの普及率は2023年には全サーバーの8.8%を占め、2029年には30%に達すると予測されています。チャットボット、AIoT（Artificial Intelligence of Things）、予測分析、自然言語処理を使用する傾向が高まっているため、これらのアプリケーションをサポートするAIサーバーのニーズが高まっています。これらのアプリケーションには、複雑な計算を実行し、大量のデータを処理するための強力なハードウェア・プラットフォームが必要です。
AIサーバーは高度な計算能力を持ち、大規模なデータセットを処理できるように設計されています。また、リアルタイムでデータを処理することができ、AIモデルのトレーニングにおいて重要な役割を果たします。処理速度の高速化とエネルギー効率の向上に対する需要の高まりにより、AIサーバーは主にクラウドサービスプロバイダー、企業、学術機関、商用エンドユーザーによって使用されています。
投資の増加とAI強化インフラストラクチャの傾向の高まりが、AIチップの高い需要の基盤となっています。
抑制： 消費電力の大きいグラフィックス・プロセッシング・ユニット（GPU）や特定用途向け集積回路（ASIC）が環境に与える悪影響
AIワークロードをサポートするデータセンターやその他のインフラでは、並列処理機能を備えたGPUやASICが使用されています。そのため、複雑なAIワークロードを処理するのに適していますが、GPUの並列処理は消費電力が高くなります。このため、データセンターやAIインフラストラクチャを導入する組織のエネルギーコストが増加します。AIシステムは大規模なAI処理を処理できますが、これらの機能を実行するために消費電力も大きくなります。
AIモデルがより複雑になり、データ量が増加するにつれて、AIチップに対する電力需要が急増します。過剰な電力消費は過剰な加熱を招き、より高度な冷却システムでなければ対処できません。これはインフラの複雑さとコストに拍車をかけます。
GPUとASICは数千のコアで並列に動作します。このため、ディープラーニングのトレーニングや大規模シミュレーションなど、高度なAIワークロードを実行するには膨大な計算能力が必要になります。そのため、企業はより高い熱設計電力（TDP）値を持つネットワーク・コンポーネントを採用しています。より高いTDPを持つGPUは、その性能の高さから需要があります。
そのため、AIチップメーカーは高いTDP範囲を持つGPUの開発に注力しています。例えば、インテル・コーポレーション（米国）は2022年8月、Flex140データセンター向けGPUを発表し、続いて2023年10月にはMax 1450 GPUを発表しました。データ集約的なコンピューティング要件が高まり続ける中、各メーカーは高い処理能力を持つチップを開発しています。しかし、GPUやASICのエネルギー消費量が高いことから、環境への影響、特に二酸化炭素排出量やサスティナブル性の面で懸念が生じます。各国政府が環境に配慮した取り組みを推進する中、AIハードウェアの環境フットプリントは意思決定の重要な要素となり、消費電力の高いチップの採用が制限される可能性があります。
機会： クラウドサービスプロバイダーによるデータセンターへの計画的投資
クラウド・サービス・プロバイダー（CSP）は、AIベースのアプリケーションやサービスに対する加速する需要をサポートするため、データセンター・インフラの拡張とアップグレードに大規模な投資を行っています。CSPがデータセンターに行う投資の大半は、スケーラビリティと運用効率の達成を目的としています。
クラウド・サービスの拡大に伴い、AIチップの需要も増加し、AIチップ・プロバイダーに成長機会がもたらされる可能性があります。例えば、AWS（米国）はサウジアラビアでのクラウドデータセンター建設に53億米ドルの投資を宣言。同様に2023年11月、マイクロソフト（米）はケベック州に複数のデータセンターを新設し、カナダ全土に拡大する計画を宣言。今後2年間で、ケベック州にクラウド・コンピューティングとAIインフラを構築するために5億米ドルを投資する予定。AIの訓練と推論で増え続ける計算要件を制御するために、GPU、TPU、AIアクセラレータを搭載した最先端のAIチップが必要です。
課題 サプライチェーンの混乱による配送遅延への対応
サプライチェーンの混乱は、AIチップ市場のプレーヤーが直面する大きな課題の1つです。生産量、納期、そして最終的にはプロセッサのコストに影響します。コンポーネントの不足は、十分な半導体材料の不足や生産能力の制限のいずれかに起因し、大幅な生産遅延を引き起こします。生産遅延は、装置の故障や最先端のAIチップの処理の複雑さによっても発生する可能性があります。より高速なリアルタイムの大規模言語モデル（LLM）トレーニングおよび推論機能を備えた高性能GPUへの需要が高まっています。これにより、市場投入までの時間がさらに長くなる可能性があります。このように、サプライチェーンの混乱はAIチップセット市場全体に大きな影響を与えます。
ハードウェアメーカーは、AIチップの入手の遅れにより、生産スケジュールへの対応に課題を抱えています。AIインフラストラクチャのセットアップと構成をコンポーネントのタイムリーな納入に依存しているシステムインテグレーターは、プロジェクトの遅れに直面し、顧客へのソリューションの納期遵守が妨げられます。クラウドサービスプロバイダーは、AI主導のサービスに対する需要の急増に対応するため、データセンター運用の規模を拡大する必要があります。例えば、NVIDIA H1OOとA1OO GPUの需要はかなり高いため、GPUサーバーのリードタイムは最大52週間にも及びます。このリードタイムの長期化は、高性能GPUをAIインフラに導入する企業にとって大きな問題となります。導入スケジュールに影響を与えるだけでなく、これは遅延を引き起こし、コストを増加させます。例えば、組織はより長く待つか、より高い価格で他のオプションを見つける必要があるかもしれません。
AIチップ業界のエコシステム
AIチップ市場セグメント
予測期間中、GPUセグメントが最大の市場シェアを記録する見込み
予測期間中、GPUセグメントが最大の市場シェアを占めると予測されています。GPUは、複雑な行列乗算を使用するディープラーニングモデルの訓練と実行に必要な膨大な計算負荷を効率的に処理できます。このため、AIアプリケーションの急成長により効率的なハードウェアソリューションが求められるデータセンターやAI研究において、GPUは不可欠な存在となっています。
データセンターだけでなくエッジでもAI機能を強化する新しいGPUは、エヌビディア・コーポレーション（米国）、インテル・コーポレーション（米国）、アドバンスト・マイクロ・デバイセズ社（米国）などの大手メーカーが絶えず開発・リリースしています。例えば、NVIDIA Corporationは2023年11月、H200 TensorコアGPUを搭載したHopperアーキテクチャベースのアップグレード版HGX H200プラットフォームをリリースしました。HBM3eメモリを搭載した初のGPUは、毎秒4.8テラバイトという驚異的な速度で141GBのメモリを提供します。
Amazon Web Services社、Google Cloud社、Microsoft Azure社、Oracle Cloud Infrastructure社などの大手クラウドサービスプロバイダーは、H200ベースのGPUの導入に取り組んでおり、GPUがクラウドコンピューティングエコシステムの重要なコンポーネントの1つであることを証明しています。GPUメモリ機能の向上と、クラウドサービスプロバイダーによる高度なGPUの採用拡大により、市場の成長はさらに加速するでしょう。
予測期間を通じて推論分野がAIチップセット市場で最大シェアを占める見込み
推論機能向けAIチップセット市場は、2023年に最大の市場シェアを占め、予測期間中は最も高い成長率が予測されます。推論は、事前に訓練されたAIモデルを活用して、新しいデータに基づいて正確な予測やタイムリーな意思決定を行います。企業が生産効率の改善、顧客体験の向上、イノベーションの推進を目的としてAI統合にシフトする中、データセンターにおける堅牢な推論機能に対するニーズが高まっています。
データセンターはAI機能を急速に拡張しており、推論処理における効率性とパフォーマンスの重要性が浮き彫りになっています。AIチップセット市場の成長を促進する重要な要因は、よりエネルギー効率が高く、高性能な推論チップへの要求が高まっていることです。例えば、SEMIFIVE社は、韓国のMobilint社と共同で開発した14nm AI推論SoCプラットフォームを発表しました。このプラットフォームは推論タスク専用に設計されており、クアッドコアの高性能64ビットCPU、PCIe Gen4インターフェイス、LPDDR4メモリチャネルを備えています。
ASICを含むカスタムAIチップに適しています。このようなチップは、データセンター・アクセラレータ、AIビジョン・プロセッサ、画像・映像認識用に実装されたビッグデータ解析ツール向けに設計されています。これらのツールはすべて、効率的でスケーラブルな推論処理に大きく依存しています。AI推論SoCプラットフォームの開発は、データセンター内で推論ワークロードのパフォーマンスを最適化するのに役立つ専用ハードウェア・ソリューションに対する需要の増加を裏付けています。
予測期間を通じて生成AI分野が市場シェアの大半を占める見込み
ジェネレーティブAI技術は、予測期間を通じてAIチップ市場を支配する可能性が高いです。テキスト、画像、コードを含む高品質のコンテンツを生成できるAIモデルに対する需要が急激に増加しています。
GenAIモデルの複雑化に伴い、データセンターサービスプロバイダーからは、より高い処理能力とメモリ帯域幅を備えたAIチップへの要求が高くなっています。また、GenAIアプリケーションは、NLP、コンテンツ生成、自動設計生成およびプロセスなどの動的なアプリケーションにおいて、小売＆電子商取引、BFSI、ヘルスケア、メディア＆エンターテイメントを含む様々な企業全体で著しく高い割合で採用されています。これらの産業におけるGenAIソリューションに対する需要の高まりは、今後数年間におけるAIチップ市場の成長を促進すると予想されます。
予測期間中、クラウドサービスプロバイダーセグメントがAIチップ市場で最大シェアを獲得
予測期間中、クラウドサービスプロバイダー（CSP）セグメントがAIチップ市場で最大のシェアを占めると思われます。クラウドサービスプロバイダーは、市場での競争力を維持するために、データセンターにハイエンドのAIチップを導入するケースが増えています。
例えば、2024年7月、ノーザン・データ・グループ（ドイツ）は、エヌビディアのH200 GPUを搭載した欧州の先駆的なクラウドサービスを発表しました。2,000個のNVIDIA H200 GPUを活用することで、同社は32ペタFLOPSという驚異的なパフォーマンスを実現する予定です。CSPによるこのような大規模な投資は、予測期間中のAIチップ市場の成長を促進するでしょう。
AIチップ市場の地域分析
予測期間中、アジア太平洋地域が最も急成長する市場に
アジア太平洋地域のAIチップ市場は、予測期間中に最も高いCAGRで成長する見通しです。中国、韓国、インド、日本などの国々でAI技術の採用が加速していることが、市場の成長を刺激するでしょう。
AIの研究開発（R&D）活動は、地域の政府機関から多額の資金援助を受けており、Alの開発に有利な環境を育成しています。さらに、サムスン（韓国）、マイクロン・テクノロジー（米国）、SKハイニックス（韓国）など、韓国、台湾、中国にHBM専用の製造施設を持つ広帯域メモリ（HBM）技術大手の存在は、今後数年間、アジア太平洋地域のAIチップ産業の成長をさらに後押しするでしょう。
トップAIチップ企業-主要市場プレイヤー
AIチップ企業の主要ベンダーは 以下の通り
NVIDIA Corporation (US),
Advanced Micro Devices, Inc. (US),
Intel Corporation (US),
Micron Technology, Inc. (US),
Google (US),
SK HYNIX INC. (South Korea),
Qualcomm Technologies, Inc. (US),
Samsung (South Korea),
Huawei Technologies Co., Ltd. (China),
Apple Inc. (US),
Imagination Technologies (UK),
Graphcore (UK), and
Cerebras (US).
これ以外では、Mythic社（米国）、Kalray社（フランス）、Blaize社（米国）、Groq社（米国）、HAILO TECHNOLOGIES LTD社（イスラエル）、GreenWaves Technologies社（フランス）、SiMa Technologies社（米国）、Kneron社（米国）、Rain Neuromorphics社（米国）、Tenbras社（米国）。(米国）、Rain Neuromorphics Inc.（米国）、Tenstorrent（カナダ）、SambaNova Systems, Inc.（米国）、Taalas（カナダ）、SAPEON Inc.（米国）、Rebellions Inc.（韓国）、Rivos Inc 、 Ltd.（中国）などがあります。(Ltd.（中国）などがAIチップ業界の新興企業です。
14.1 主要プレーヤー
