AI半導(dǎo)體を制するのは誰か？

人工智能半導(dǎo)體的霸主到底是誰?

NVIDIAが自社のイベント「GTC 2024」で新製品を発表した。報道各社が「生成AIでリードを続けるNVIDIAが新型半導(dǎo)體を発表」といった見出しで大きく取り上げた。晝間のテレビのニュースでもCEOのJensen Huangが巨大チップを見せる畫像が映し出された。昨年來のAIブームによる半導(dǎo)體各社の株価上昇がけん引する日米の株式事情のニュースとともに、NVIDIAブランドは一般人にもすっかり定著した印象を持つ。

英偉達(dá)在自己的活動“GTC 2024”上發(fā)布了新產(chǎn)品。各媒體以“在人工智能領(lǐng)域持續(xù)領(lǐng)先的英偉達(dá)發(fā)布新型半導(dǎo)體”為標(biāo)題進(jìn)行了大篇幅報道。白天的電視新聞也播放了首席執(zhí)行官老黃展示巨大芯片的畫面。隨著去年以來的人工智能熱潮，半導(dǎo)體公司的股價上漲所帶動的日美股票上漲的情況，導(dǎo)致NVIDIA品牌在普通人心中也有了根深蒂固的印象。

■AI半導(dǎo)體市場を獨走するNVIDIA
昨年のNVIDIAの大躍進(jìn)を支えた「H100(通稱:Hopper)」の後継機(jī)種である発表された新製品は、「B200(通稱:Blackwell)」となずけられた。
最近のNVIDIAのイベントに関する報道によると、2つのGPUチップを中央に據(jù)えて、その周辺をHBM(広帯域メモリー)が囲む形で実裝されているという。前製品のH100と比較するとかなり巨大に見えるチップである。私は、この40年の長きにわたってCPUの新製品のチップ寫真を眺めてきたが、そうした新製品のチップ寫真を見るたびにそれにかかわった設(shè)計?製造エンジニア達(dá)の新製品に懸ける熱い思いを感じる。H100は発表以來、需要の急増で単価が高騰する狀態(tài)を続け、その恩恵を受けたNVIDIAは前年対比総売り上げが2倍という驚異的な成長を遂げた。自社イベントで新製品であるB200を発表したCEOのHuang氏は、供給増による品薄緩和を訴えるが、急拡大を続ける生成AI市場の旺盛な需要増は勢いを落とす気配はなく、CUDAのソフトウェア環(huán)境で、ユーザーをがっちりと抑えているNVIDIAの獨走はしばらく続くものとみられる。恒常的な供給不足に伴う単価高騰は新製品でも続くだろう。

■英偉達(dá)在人工智能半導(dǎo)體市場獨領(lǐng)風(fēng)騷
作為NVIDIA去年大躍進(jìn)的“H100(又稱:Hopper)”的后繼型號，新產(chǎn)品被命名為“B200(又稱:Blackwell)”。
根據(jù)最近關(guān)于NVIDIA活動的報道，其擁有2個GPU芯片放在中央，周邊以HBM(寬帶內(nèi)存)包圍的形式封裝。與之前的產(chǎn)品H100相比，該芯片看起來相當(dāng)巨大。我觀察了近40年來CPU新產(chǎn)品的芯片照片，每次看到這些新產(chǎn)品的照片，都能感受到與之相關(guān)的設(shè)計和制造工程師們對新產(chǎn)品的熱情。H100自發(fā)布以來，由于需求劇增，單價持續(xù)高漲，而受益于此的NVIDIA的總銷售額與去年相比實現(xiàn)了2倍的驚人增長。在本公司的活動上發(fā)布了新產(chǎn)品B200的老黃，還說要通過增加供給來緩解缺貨，但是快速擴(kuò)大的人工智能生成市場的旺盛需求并沒有減弱的勢頭，CUDA的軟件生態(tài)死死地拿捏著用戶，NVIDIA的獨霸的局面還會再持續(xù)一段時間的。隨著供應(yīng)的持續(xù)不足，新產(chǎn)品的單價應(yīng)該也會持續(xù)高漲吧。

■まだ始まったばかりのAI半導(dǎo)體市場
昨年はNVIDIAの獨走に呼応するように、AMDを始めとする多くの競合が一気に市場參入した年でもあった。生成AIに限らず、HPC?シミュレーション市場なども含めて、AI活用の場が飛躍的に拡大していて、競合が充分に共存できる級數(shù)的な市場拡大がこの背景にある。半導(dǎo)體ブランドではかねてよりGPU市場で競合してきたAMDが現(xiàn)在では頭1つ抜け出している印象だが、かつてAMDに在籍したJim Keller率いるTenstorrentや、ウェハスケールの異色の超大型チップ製品でHPC市場に參入するCerebrasなど、各社が個性豊かなアーキテクチャーで新製品を投入し、市場は大いに盛り上がっている。報道によるとCerebrasの最新製品が集積するトランジスタの數(shù)は4兆個だというから、驚きである。

■剛剛起步的人工智能半導(dǎo)體市場
去年，似乎是呼應(yīng)英偉達(dá)的獨領(lǐng)風(fēng)騷，然后以AMD為首的眾多競爭對手一口氣進(jìn)入市場的一年。不僅是生成人工智能，包括HPC、模擬市場等，人工智能的活用空間正在飛躍性地擴(kuò)大，市場規(guī)模呈指數(shù)級擴(kuò)大，競爭對手可以充分共存。半導(dǎo)體品牌方面，一直以來在GPU市場與英偉達(dá)展開競爭的AMD，現(xiàn)在給人的印象好像是略勝一籌，但現(xiàn)在還有新入局的選手：曾經(jīng)在AMD工作過的Jim Keller領(lǐng)導(dǎo)的Tenstorrent、以晶圓規(guī)模的特色超大型芯片產(chǎn)品進(jìn)軍HPC市場的Cerebras等，各公司以個性豐富的架構(gòu)投入新產(chǎn)品，市場競爭氣氛熱烈。據(jù)報道，Cerebras的最新產(chǎn)品集成的晶體管數(shù)量為4萬億，令人驚訝。

単価高騰、品薄、買占め、などの言葉が行きかうAI半導(dǎo)體市場でのNVIDIA一強(qiáng)の狀況が続く今日では、MicrosoftやGoogleなどのハイパースケーラー各社による自社チップ開発にも充分な理由がある。これまでAI分野では沈黙してきたAppleも、早くもコモディティー化が進(jìn)む自動運転市場への參入を一旦諦め、それに関わっていたエンジニア部隊を、AI市場への本格參入に振り向けるという。獨自開発のMシリーズCPUなど、CPUの開発では大きな存在感を持つAppleが、強(qiáng)力なAIチップを獨自開発しているであろうことは、充分に想像できる。もっぱらの関心はその進(jìn)捗狀況はどれほどで、本格參入がいつになるかである。
AI機(jī)能はサーバー側(cè)だけでなくエッジノードでも展開が始まり、その環(huán)境に適したより省電力で安価なAI半導(dǎo)體も今後多く出現(xiàn)することも予想される。

在單價高漲、缺貨、搶購等詞語不斷出現(xiàn)的人工智能半導(dǎo)體市場上，英偉達(dá)一家獨大的局面持續(xù)至今，這對于微軟、谷歌等超規(guī)模的開發(fā)公司來說，也有充分的理由來開發(fā)自己的芯片。此前在人工智能領(lǐng)域一直保持沉默的蘋果，也早早地放棄了進(jìn)軍無人駕駛市場，轉(zhuǎn)而將該項目的工程師部隊轉(zhuǎn)移到人工智能市場上。蘋果自主開發(fā)M系列CPU，在CPU開發(fā)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，有理由推測，蘋果一定也在自主開發(fā)強(qiáng)大的人工智能芯片。大家最關(guān)心的是進(jìn)展情況如何，何時才能正式進(jìn)入市場。
人工智能功能不僅在服務(wù)器端，在端側(cè)也將開始推廣，預(yù)計今后將出現(xiàn)更多適合該環(huán)境的更省電、更便宜的人工智能半導(dǎo)體。

こういった狀況を見ていると、Windows 3.0からWindows 95が発表されたくらいの1990年代のPC勃興期に、AMDやCyrixなどの互換CPUが続々と登場した時期に感じたワクワク感が思い出されるが、當(dāng)時と現(xiàn)在のAI市場拡大と決定的に異なるのは、その巨大な市場規(guī)模とプラットフォームの多様化である。AI半導(dǎo)體時代はまさに始まったばかりだという印象を持つ。

看到這種勃勃生機(jī)萬物競發(fā)的情況，讓我想起了20世紀(jì)90年代，從Windows 3.0到Windows 95那個PC興起時期，AMD和Cyrix等兼容CPU陸續(xù)登場，至今還能回憶起當(dāng)時那種興奮感，與現(xiàn)在的人工智能市場擴(kuò)大的決定性區(qū)別在于巨大的市場，即規(guī)模和平臺的多樣化?，F(xiàn)在給人的印象更像是人工智能半導(dǎo)體時代才剛剛開始。

■供給を一手に請け負(fù)うTSMC
冒頭にご紹介したNVIDIAの年次イベントGTC 2024で、CEOのJensen Huangは2つのチップを手にしていた。H100とB200と思われるが、特に新製品のB200は巨大なチップである。もちろん複數(shù)のチップがタイル狀に敷き詰められたパッケージ製品であるが、各々のチップはダイサイズとしてはかなり巨大である。私は業(yè)界に長くいすぎたせいで、こうした巨大チップを見ると、「直徑300mmのウェハからどれだけとれるのだろう」とか「出だしの歩留りはかなり悪いだろうな」などと余計なことを考えてしまう。
チップの製造を考えると、どうしてもNVIDIAを製造で支えているファウンドリのTSMCの狀況が気になる。最近、TechInsightsの調(diào)査による興味深い記事を目にした。ファウンドリを含むすべての半導(dǎo)體ブランドの総売り上げのランキング記事である。

■一手包辦供應(yīng)的臺積電
在本文開頭介紹的英偉達(dá)年度盛會GTC 2024上，老黃手里拿著兩枚芯片，應(yīng)該是H100和B200，特別是新產(chǎn)品B200是巨大的芯片。當(dāng)然，這是由多個芯片拼接而成的封裝產(chǎn)品，每個芯片的尺寸都非常巨大。由于我在業(yè)界工作的時間太長，一看到這種巨大的芯片，就會想“直徑300mm的晶圓到底能做出多少個”“良品率應(yīng)該相當(dāng)?shù)汀钡榷嘤嗟膯栴}。
考慮到芯片的生產(chǎn)，我們不得不關(guān)心靠制造支撐起NVIDIA的代工企業(yè)——臺積電的狀況。最近，我看到了一篇來自TechInsights調(diào)查的有趣報道。這是包括代工企業(yè)在內(nèi)的所有半導(dǎo)體品牌的總銷售額排名。

ファウンドリ企業(yè)とファブレス企業(yè)の売り上げが混在しているので、もちろんダブルカウントされているのではあるが、興味深いことに、世界最大の半導(dǎo)體企業(yè)は臺灣のTSMCである。NVIDIA、AMDやAppleなど、ファブレス企業(yè)のハイエンド品の製造を一手に請け負(fù)っているのがTSMCである。2022年から2023年にかけて総売り上げを2倍にするという驚異的な成長を遂げたNVIDIAは、半導(dǎo)體ブランドとしては世界最大となった模様であるが、総売り上げの単純比較でNVIDIAの売り上げを上回ったTSMCがいかに巨大な存在かを?qū)g感する。TSMCの売り上げは、ファブレス企業(yè)への処理済みウェハに対する代金の総體であるから、その単価は製造プロセスの先端化とともに上昇しているとはいえ、NVIDIAのエンド市場での単価高騰よりははるかに低いことを考えると、そのアウトプットはまさに圧倒的と言える。

因為代工企業(yè)和設(shè)計企業(yè)的銷售額混合在一起，所以當(dāng)然是計算了兩次，但有趣的是，世界最大的半導(dǎo)體企業(yè)是臺灣的臺積電。臺積電一手包辦英偉達(dá)、AMD、蘋果等設(shè)計企業(yè)的高端產(chǎn)品制造。英偉達(dá)實現(xiàn)了從2022年到2023年總銷售額翻倍的驚人增長，成為了世界上最大的半導(dǎo)體品牌。這讓我感受到臺積電是多么龐大的存在。臺積電的銷售額是向無晶圓企業(yè)支付處理后的晶圓費用的總和，雖然其單價會隨著制造工藝的尖端化而上升，但仍然遠(yuǎn)低于英偉達(dá)在終端市場的單價暴漲。這樣考慮的話，其產(chǎn)量可以說是壓倒性的。

ファウンドリ市場ではTSMCによる一強(qiáng)狀態(tài)が続いているが、これにも今後変化が訪れる可能性がある。IDM 2.0を目指すPat Gelsingerが率いるIntelは、米政府による85億ドルの資金提供をようやく正式に受けることとなり、アリゾナ、ニューメキシコ、オレゴン、オハイオの4州で建設(shè)中の新工場に今後5年間で1000億ドルの設(shè)備投資を行う予定だ。これらの工場での最先端技術(shù)による量産などが成功すれば、5年後にはTSMCと肩を並べるファウンドリキャパシティが生まれることになり、そのプロセスラインでどのブランドのAI半導(dǎo)體が製造されるかは、現(xiàn)時點ではまったく想像がつかない。
「AI半導(dǎo)體を制するのは誰か？」という問いの答えはまだ予測不能の狀態(tài)である。

在晶圓代工市場上，臺積電仍是一家獨大，但今后也有可能發(fā)生變化。以idm2.0為目標(biāo)的英特爾終于正式獲得美國政府85億美元的資助，將在未來5年內(nèi)為正在亞利桑那州、新墨西哥州、俄勒岡州和俄亥俄州4個州建設(shè)的新工廠投入1000億美元的設(shè)備。如果這些工廠利用最尖端技術(shù)成功實現(xiàn)量產(chǎn)，5年后將出現(xiàn)與臺積電并駕齊驅(qū)的代工能力，至于這些工藝線將生產(chǎn)哪些品牌的人工智能半導(dǎo)體，目前還不得而知。完全無法想象。
所以“人工智能半導(dǎo)體領(lǐng)域的霸主是誰?”，這個問題的答案目前還是無法預(yù)測的狀態(tài)。
■ 吉川明日論
原創(chuàng)翻譯：龍騰網(wǎng) http://www.top-shui.cn 轉(zhuǎn)載請注明出處


よしかわあすろん 1956年生まれ。いくつかの仕事を経た後、1986年AMD(Advanced Micro Devices)日本支社入社。マーケティング、営業(yè)の仕事を経験。AMDでの経験は24年。その後も半導(dǎo)體業(yè)界で勤務(wù)したが、2016年に還暦を機(jī)に引退を決意し、一線から退いた。

作者■吉川明日論
1956年生。1986年進(jìn)入AMD日本分公司。有市場、銷售工作經(jīng)驗。在AMD有24年的經(jīng)驗。之后也在半導(dǎo)體業(yè)界工作，2016年以花甲為契機(jī)決定引退，從一線退了下來。