AI半導體を制するのは誰か？

人工智能半導體的霸主到底是誰?

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)先的英偉達發(fā)布新型半導體”為標題進行了大篇幅報道。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，半導體公司的股價上漲所帶動的日美股票上漲的情況，導致NVIDIA品牌在普通人心中也有了根深蒂固的印象。

■AI半導體市場を獨走するNVIDIA
昨年のNVIDIAの大躍進を支えた「H100(通稱:Hopper)」の後継機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計?製造エンジニア達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。

■英偉達在人工智能半導體市場獨領(lǐng)風騷
作為NVIDIA去年大躍進的“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。隨著供應的持續(xù)不足，新產(chǎn)品的單價應該也會持續(xù)高漲吧。

■まだ始まったばかりのAI半導體市場
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體市場
去年，似乎是呼應英偉達的獨領(lǐng)風騷，然后以AMD為首的眾多競爭對手一口氣進入市場的一年。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大，市場規(guī)模呈指數(shù)級擴大，競爭對手可以充分共存。半導體品牌方面，一直以來在GPU市場與英偉達展開競爭的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)導的Tenstorrent、以晶圓規(guī)模的特色超大型芯片產(chǎn)品進軍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半導體市場でのNVIDIA一強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)的人工智能半導體市場上，英偉達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)強大的人工智能芯片。大家最關(guān)心的是進展情況如何，何時才能正式進入市場。
人工智能功能不僅在服務器端，在端側(cè)也將開始推廣，預計今后將出現(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。

看到這種勃勃生機萬物競發(fā)的情況，讓我想起了20世紀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，至今還能回憶起當時那種興奮感，與現(xiàn)在的人工智能市場擴大的決定性區(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體時代才剛剛開始。

■供給を一手に請け負う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。

■一手包辦供應的臺積電
在本文開頭介紹的英偉達年度盛會GTC 2024上，老黃手里拿著兩枚芯片，應該是H100和B200，特別是新產(chǎn)品B200是巨大的芯片。當然，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”“良品率應該相當?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)和設計企業(yè)的銷售額混合在一起，所以當然是計算了兩次，但有趣的是，世界最大的半導體企業(yè)是臺灣的臺積電。臺積電一手包辦英偉達、AMD、蘋果等設計企業(yè)的高端產(chǎn)品制造。英偉達實現(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，但仍然遠低于英偉達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州で建設中の新工場に今後5年間で1000億ドルの設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個州建設的新工廠投入1000億美元的設備。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體，目前還不得而知。完全無法想象。
所以“人工智能半導體領(lǐng)域的霸主是誰?”，這個問題的答案目前還是無法預測的狀態(tài)。
■ 吉川明日論
原創(chuàng)翻譯：龍騰網(wǎng) http://nxnpts.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。その後も半導體業(yè)界で勤務したが、2016年に還暦を機に引退を決意し、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。之后也在半導體業(yè)界工作，2016年以花甲為契機決定引退，從一線退了下來。