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Globale GPU-Architektur und Compute-IP-Lizenzierungsmarkt Trends und Einblicke

Explosives KI-Workload-Wachstum in Rechenzentren

Hyperscale-Cloud-Anbieter lizenzieren Tensor-Kern-IP, um anwendungsspezifische Beschleuniger zu entwickeln, die die Energiekosten pro Inferenz senken und den Margenaufschlag diskreter GPUs vermeiden. AWS Trainium2-Instanzen, die im März 2025 eingeführt wurden, liefern eine um 30 % bessere Leistung pro Watt als H100-Cluster und reduzieren die jährlichen GPU-Beschaffungskosten des Betreibers um 1,2 Milliarden USD.^{[1]AWS, "Einführung von Amazon EC2 Trn2-Instanzen, betrieben von AWS Trainium2," amazon.com} Googles TPU v6e, gemeinsam mit Broadcom entwickelt, erreicht ein Drittel der Energiekosten vergleichbarer GPU-Farmen.^{[2]Google, "Ankündigung von TPU v6e: Unser kosteneffizientester KI-Beschleuniger," cloud.google.com} Die 20-Milliarden-USD-Vereinbarung zwischen Nvidia und Groq bewies, dass selbst auf Inferenz ausgerichtete Start-ups nun IP-Zugang anstreben, um die Flexibilität ihrer Roadmap zu wahren. Diese Lizenzierungspräferenz beschleunigt den Umsatz, da Dauerlizenz-plus-Lizenzgebühr- oder Abonnementmodelle es Hyperscalern ermöglichen, alle 18 Monate zu iterieren, ohne Lieferverträge neu zu verhandeln. Das daraus resultierende Nachfragewachstum trägt positiv mit 5,2 % zur Gesamt-CAGR-Prognose bei.

Verbreitung von Edge-KI-Geräten

Smartphones, IoT-Knoten für Verbraucher und Smart-Home-Geräte benötigen generative On-Device-Modelle, die Datenschutzvorgaben und Latenzbudgets von unter 100 Millisekunden erfüllen. Qualcomms Snapdragon 8 Elite integriert KI-Tensor-Einheiten, die 45 TOPS für die Echtzeit-Videosegmentierung leisten.^{[3]Qualcomm, "Snapdragon 8 Elite Mobile Platform," qualcomm.com} MediaTeks Dimensity 9400 kombiniert Arm Mali-G925-GPU-IP mit einer 16-Kern-NPU, um 7-Milliarden-Parameter-Modelle lokal auszuführen.^{[4]MediaTek, "Dimensity 9400 Flagship 5G Chipset," mediatek.com} Arm meldete im Geschäftsjahr 2025 einen Lizenzgebührenanstieg von 34 % bei Lieferungen von 1,8 Milliarden Mali- und Immortalis-ausgestatteten SoCs. Die Automobilnachfrage verleiht weiteren Schwung, da Imaginations IMG CXT Level-3-ADAS-Sockel gewinnt. Die Breite der Design-Wins stützt einen Anstieg von 3,8 % beim prognostizierten CAGR.

Zunehmende GPU-Nutzung in der Fahrzeugautomatisierung (ADAS)

Autonomiepipelines von Level 2+ bis Level 4 müssen Lidar-, Radar- und Kameradaten mit 60 Hz oder höher fusionieren, was Automobilhersteller dazu veranlasst, lizenzierte GPU- und Bildverarbeitungs-IP einzusetzen. Cevas NeuPro-M im Nextchip NX6000 liefert 50 TOPS und erfüllt dabei die Zuverlässigkeitsanforderungen für den Automobilbereich. Imaginations XS- und DXS-Familien integrieren Ray Tracing für das Rendering virtueller Spiegel und haben Design-Wins für das Modelljahr 2027 gesichert. WeRide lizenzierte AMD-RDNA-IP, um eine 120-Hz-Pfadplanungsschleife innerhalb eines 150-Watt-Budgets zu erreichen. Strategien für softwaredefinierten Fahrzeuge bedeuten, dass OEMs IP-Eigentümerschaft schätzen, die Over-the-Air-Updates über ein Jahrzehnt hinweg unterstützt, was zu einem positiven CAGR-Beitrag von 2,1 % führt.

Verbreitung von Ray Tracing in der Verbrauchergrafik

Ray Tracing hat sich von Desktop-Computern auf Smartphones und tragbare Konsolen ausgeweitet. NVIDIAs RTX 5090 führte ReSTIR PT ein und reduzierte die Anzahl der Strahlen pro Frame um 40 % ohne visuelle Einbußen. Arms Immortalis-G925 ermöglicht variables Ray Tracing in Smartphones mit 60 fps bei 5 Watt. Anforderungen von Spiel-Engines zwingen Fabless-Unternehmen dazu, Ray-Intersection-IP zu lizenzieren, anstatt einen 18-monatigen internen Entwicklungszyklus zu absolvieren. Die Notwendigkeit, GPU-IP jährlich zu aktualisieren, hält die Lizenznachfrage aufrecht und trägt 1,9 % zu den CAGR-Erwartungen bei.

Hohe anfängliche NRE-Kosten für fortschrittliche Prozessknoten

Maskensätze für 3-nm- und 2-nm-Prozesse übersteigen mittlerweile 30 Millionen USD, und die Erstsilizium-Ausgaben können 80 Millionen USD erreichen, was viele mittelgroße Fabless-Unternehmen von führenden Prozessknoten ausschließt. CoWoS-Packaging fügt 1.500 USD pro Die hinzu, gegenüber 900 USD im Jahr 2023. Samsungs 3-nm-Gate-All-Around-Knoten ist 15 % günstiger, verursachte jedoch sechsmonatige Verzögerungen bei frühen Tape-outs. Als Ausweichlösung migrieren kleinere Lizenznehmer auf ausgereifte 7-nm-Knoten oder setzen auf Chiplets, wobei sie Energieeffizienz einbüßen. Die Ausgabenhürde reduziert den prognostizierten CAGR um 2,8 %.

Exportkontrollen für Hochleistungs-Compute-IP

Die Vorschriften des U.S. Bureau of Industry and Security begrenzen die Lizenzierung von GPU-IP mit mehr als 300 TOPS und 600 GB/s Bandbreite an Unternehmen in China und 21 weiteren Jurisdiktionen. Die chinesischen Anbieter Biren und Moore Threads verloren nach der Aufnahme in die Entity List im März 2025 den Zugang zu Arm- und Synopsys-IP. Der vorgeschlagene Remote Access Security Act könnte die Beschränkungen auf Cloud-Instanzen ausweiten und Lizenzgeber dazu zwingen, Überwachungsschaltkreise einzubetten, die Designzyklen um bis zu 18 Monate verlängern. Diese Beschränkungen reduzieren das prognostizierte Wachstum um 3,1 %.

*Unsere Prognosen behandeln die Auswirkungen von Treibern und Einschränkungen als richtungsweisend und nicht additiv. Die Wirkungsprognosen berücksichtigen Basiswachstum, Mischungseffekte und Wechselwirkungen zwischen Variablen.

Segmentanalyse

Nach IP-Typ: Tensor-Kerne verändern den Lizenzierungsmix

GPU-Kern-IP hielt im Jahr 2025 einen Umsatzanteil von 44 %, eine Position, die auf den Arm-Mali- und Imagination-PowerVR-Produktfamilien aufgebaut ist, die in mehr als 2 Milliarden Geräten jährlich verbaut werden. KI- und Tensor-Compute-IP expandiert mit einem CAGR von 21,90 %, da Hyperscaler INT8- und Sparsity-Engines gegenüber der Rasterisierung priorisieren und Ausgaben in Richtung spezialisierter Matrixblöcke umlenken. Die Nvidia-Groq-Vereinbarung veranschaulicht, wie Lizenznehmer zunehmend Blackwell-Generation-Tensor-Kerne und NVLink-Fabrics für exportkonforme Inferenzchips schätzen. Compute-ISA-IP, hauptsächlich RISC-V-Vektorerweiterungen, erzielte einen Anteil von 18 %, gestützt durch staatliche Programme in Europa und Indien, die lizenzgebührenfreie Befehlssätze anstreben. On-Chip-Interconnect-IP erreichte einen Anteil von 14 %, da die Chiplet-Einführung Latenzgitter mit unter 100 Nanosekunden erfordert.

Hyperscaler bevorzugen auch Sparse-Tensor-Beschleuniger, die Operationen pro Watt steigern, wie in Googles TPU v6e zu sehen, das benutzerdefinierte Sparsity-Logik integriert und einen 2,4-fachen Dense-Matrix-Durchsatz erzielt. Metas MTIA v2 lizenzierte nur Speichercontroller- und Interconnect-Blöcke, während proprietäre Inferenzeinheiten selbst entwickelt wurden. SiFives Intelligence X390 NPU kombiniert RISC-V-Vektoren mit einer 128-Lane-Matrix-Engine und bietet Lizenznehmern einen lizenzgebührenfreien Weg zu 50 TOPS bei 5 Watt. Infolgedessen ist KI-zentrierte IP auf dem Weg, klassische GPU-Shader-Kerne vor 2031 zu überholen.

Nach Lizenzierungsmodell: Abonnements gewinnen an Bedeutung, da Fabless-Unternehmen Flexibilität suchen

Dauerlizenz-plus-Lizenzgebühr-Vereinbarungen generierten im Jahr 2025 52 % des Umsatzes, da Großkunden die Gebühren über Millionen von Einheiten amortisieren. Arms Flexible-Access-Programm gewann im Geschäftsjahr 2025 340 neue Abonnenten und berechnet 75.000–200.000 USD pro Jahr für den vollständigen Portfolio-Zugang. Imaginations gestaffelter Abonnementdienst, der im Juni 2025 eingeführt wurde, verkürzt die Zeitpläne für den ersten Tape-out für Start-ups um neun Monate. Nur-Lizenzgebühr-Vereinbarungen, die nun 19 % des Umsatzes ausmachen, sind für risikokapitalfinanzierte Unternehmen attraktiv und wuchsen, nachdem Synopsys DesignWare-GPU-Subsysteme auf Nur-Lizenzgebühr-Bedingungen ausweitete.

Abonnementlizenzierung passt zur agilen Entwicklung, da Teams leistungsschwache Prototypen zurückstellen können, ohne Stücklizenzgebühren zu zahlen. Dennoch bevorzugen Hyperscaler weiterhin dauerhafte Eigentümerschaft, um kumulative Gebühreninflation zu vermeiden, was die Koexistenz beider Modelle erklärt. Im Prognosezeitraum wird die GPU-Architektur- und Compute-IP-Lizenzierungsmarktgröße für Abonnementverträge voraussichtlich verdoppelt, während Dauerlizenzvereinbarungen die Führung beim Umsatz behalten werden.

Nach Endnutzer: Hyperscaler definieren Nachfragemuster neu

Fabless-Halbleiterunternehmen dominierten im Jahr 2025 mit einem Umsatzanteil von 63 %, angeführt von Smartphone- und Automobil-Chip-Lieferanten, die GPU-IP integrieren, um ihre System-on-Chip-Lösungen zu differenzieren. Hyperscaler wachsen jedoch am schnellsten mit einem CAGR von 22,40 % bis 2031, da Amazon, Google und Meta die Beschleunigerdesign-Entwicklung internalisieren. AWS gab bekannt, dass Trainium2 und Inferentia3 nun 40 % der Trainings- und 65 % der Inferenz-Workloads abwickeln und dabei 1,2 Milliarden USD an jährlichen GPU-Kapitalausgaben einsparen. Googles mehrjährige Vereinbarung mit Broadcom umfasst nicht nur Tensor-Kerne, sondern auch optische Interconnect-IP für Pod-Scale-Deployments.

Integrierte Gerätehersteller machten im Jahr 2025 18 % des Umsatzes aus. Intel lizenzierte Arm-Mali-IP für seine Automobil-Roadmap, während AMD interne Compute-Dies mit Synopsys-HBM3E-Controllern in MI325X-Beschleunigern kombinierte. Samsungs 3-nm-GAA-Prozess zog IDM-Kunden an, die Chiplet-Integration anstreben, obwohl Ausbeute-Herausforderungen die Zeitpläne verzögerten. Die Zweiteilung unterstreicht, wie die Bereitschaft der Hyperscaler, achtstellige NRE-Ausgaben zu absorbieren, die Geschäftsmodelle der Anbieter neu gestaltet.

Geografische Analyse

Der asiatisch-pazifische Raum hielt im Jahr 2025 einen Anteil von 46 % am GPU-Architektur- und Compute-IP-Lizenzierungsmarkt, verankert durch Taiwans TSMC, das mehr als 70 % der lizenzierten GPU-Designs weltweit fertigt. China stellte trotz Exportkontrollgegenwinds 45 Milliarden CNY (6,3 Milliarden USD) für die inländische GPU-Entwicklung bereit. Indiens Design Linked Incentive erstattet bis zu 50 % der IP-Gebühren und zieht Imagination, SiFive und Cadence in lokale Partnerschaften. Japan verpflichtete sich über das Rapidus-Konsortium zu 200 Milliarden JPY (1,3 Milliarden USD) für RISC-V-GPU-IP. Obwohl Biren und Moore Threads den Zugang zu Arm- und Synopsys-IP verloren, schwenkten beide auf Alibabas lizenzgebührenfreie Xuantie-C930-Kerne um.

Nordamerika wird voraussichtlich mit einem CAGR von 19,20 % bis 2031 wachsen, angetrieben durch CHIPS-Act-Anreize und die vertikale Integration von Hyperscalern. AWS, Google und Meta investierten im Jahr 2025 mehr als 8 Milliarden USD in benutzerdefinierte Silizium-IP, und TSMCs Arizona-Fab wird ab dem ersten Quartal 2026 Trainium2- und TPU-v6e-Volumina produzieren. Die Exportkontrollaktualisierung der USA vom Oktober 2024 beschleunigte unbeabsichtigt die inländische Lizenzierung, da Anbieter nun ASICs für die regionale Compliance anpassen müssen.

Europa erzielte im Jahr 2025 einen Anteil von 12 %, wobei Automobil-ADAS und staatliche Rechenkapazitäten die Nachfrage antreiben. Die European Processor Initiative lizenzierte SiFive-RISC-V-Vektoren für ihren Rhea2-Exascale-Prozessor. Deutschland budgetierte 500 Millionen EUR (565 Millionen USD) zur Subventionierung von GPU-IP in der Automobil-Lieferkette. Regionen im Rest der Welt, einschließlich Südamerika, Naher Osten und Afrika, repräsentierten zusammen einen Anteil von 6 %, gehemmt durch schwächere Durchsetzung des IP-Schutzes und begrenzte Fertigungskapazitäten.