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2024-07-09 21:42
AI芯片路线图:3张图表和7大影响

本文来自:华尔街见闻,首发于公众号:硬AI,作者:李笑寅,题图来自:视觉中国


隔夜美股市场,半导体巨头台积电盘中市值站上1万亿美元,台股股价也在周一创下历史新高,显示市场对高端芯片,尤其是AI芯片的需求依然旺盛。


7月8日,投行Bernstein分析师Mark Li、Stacy A. Rasgon等人发布研报,总结了到2027年的AI芯片技术变革路线图,并就设计架构、晶圆节点、HBM和高级封装这四个领域进行了分析,并讨论了其可能带来的影响。


AI芯片加速迭代,英伟达或成最大赢家


技术路线图一


Bernstein认为,AI芯片将加速发展,尤其是英伟达已经将迭代速度加快到“一年一更”。


技术路线图一显示,英伟达从Blackwell到Rubin的飞跃性变化,包括架构、节点、HBM和封装在大约1年内全部改变——节点从N4到N3,HBM从3E到4,封装尺寸从更小(单个CoWoS晶圆容纳16个B100/B200)到更大(单个CoWoS晶圆上容纳高个位数到10个Rubin)


此外,英伟达HBM从8hi/192GB升级到12hi/288GB的更新将在6个月内完成。


相比之下,AMD的步伐要稍慢一些:MI325X约比MI300X晚一年推出,并且只会升级内存;到2025年,MI350X将主要升级到N3节点,但内存和容量保持不变,仍为HBM3E 288GB。


报告指出,这将带来第一个影响:随着AI芯片加速迭代,英伟达相较于其他厂商的领先优势将进一步扩大。


技术路线图二


第二个影响是CPU与GPU整合、内存和逻辑整合的趋势。比如英伟达就在其GB200中集成了CPU和GPU,帮助其基于Arm的CPU利用GPU领域的领先优势。


技术路线图三显示,为了进一步推动数据传输的发展,HBM4可能会开始提供基础芯片上的客户定制服务,由于其基础裸片(逻辑裸片)定制化需要更长的生产周期,因此在HBM内部进行逻辑和存储的整合,或许会成为一大趋势。


技术路线图三


台积电的先进封装优势将延续


报告指出,台积电的技术优势仍将延续下去,从CoWoS-S发展到CoWoS-L。


据悉,CoWoS-S整个中间件都使用硅,而CoWoS-L仅在密集金属线穿过的区域使用硅作为“桥梁”,其余部分则用模塑化合物代替。



报告预计,未来几乎所有的AI芯片都将使用台积电的CoWoS进行封装,预计客户下一步将拓展至微软(部分通过Marvell)和Meta(通过博通)。这也将带来第三大影响:随着技术的不断进步和客户群的不断扩大,台积电在先进封装领域的领先地位即使不会扩大,也会保持下去。


第四,希望三星能及时跟上HBM3E的步伐。目前,三星尚未宣布其HBM3E的认证,特别是获得英伟达的认证。


报告认为,尽管三星在HBM3E起步较晚,但HBM3E的窗口期仍将为三星提供追赶的机会。英伟达在2025年的几乎所有芯片以及2026年其他厂商的芯片,很可能仍将使用HBM3E。


键合技术需求前景乐观,ASIC市场扩张


随着节点过渡的持续,报告预计,AI将使N2成为一个“超级节点”,但这低估了产量和成本负担——随着水平扩大,先进封装奖变得越来越困难——这使得键合技术,尤其是混合键合技术,在垂直堆叠领域中变得至关重要。


Bernstein对键合技术的长期前景持结构性乐观态度。报告认为第五点影响即为:AI芯片和其他相关应用(晶圆到晶圆、芯片到晶圆或芯片到芯片)将带来更大的键合技术市场。


第六,面板级封装(PLP)比晶圆级封装更能横向扩展封装,因前者能保证更好的水平可扩展性,但这一变革需努力,所需时间可能要比预期要久。


报告认为,三星拥有晶圆和面板,并正试图通过PLP创造领先优势,在这方面应该比英特尔和台积电更有优势。


最后,对于ASIC芯片提供商而言,AI芯片的激增将吸引新的玩家,同时也将极大地拓展市场。


报告表示,受市场增长的吸引,许多公司正在进入ASIC(高性能专用集成电路)芯片领域,因其硬件规格更为简单,同时在工作效率和成本上也具有优势,被视作GPU可行的替代品,包括亚马逊、微软、Meta在内的科技巨头都在开发ASIC芯片。


不过,由于ASIC芯片的受众大多是互联网公司或过去没有太多经验的公司,他们需要ASIC服务供应商帮助开发定制芯片。


报告指出,目前博通在这一领域明显处于领先地位,其收入高达数十亿美元,客户包括谷歌、Meta等。此外,因在SerDes IP和先进节点封装方面技术能力较强,联发科也具备一定竞争力。


本文来自:华尔街见闻,首发于公众号:硬AI,作者:李笑寅

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