ASIC围剿GPU,算力芯片又一峰?

杨鹏岳
ASIC(英文全称Application Specific Integrated Circuit)是专为特定应用而设计的集成电路。随着算力场景逐渐细分,通用的算力芯片逐渐难以满足用户需求,于是专用定制芯片ASIC逐渐得到重视。

本文来自微信公众号“中国电子报”,【作者】杨鹏岳。

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AI算力需求爆发之际,强势崛起的ASIC芯片(专用定制芯片)正在开辟出一幅全新局面。

博通市值突破1万亿美元,成为全球第三位加入“万亿”俱乐部的半导体企业。Marvell市值首次突破1000亿美元。英伟达或已成立ASIC部门,正在疯狂挖人。中国ASIC加速服务器市场到2028年占比有望接近40%......ASIC的异军突起之势,会为AI算力芯片版图带来怎样的变局?

开启“飙红”模式

近日,“英伟达或已成立ASIC部门”的消息一经传来,便迅速引发业界关注。有相关消息指出,英伟达正在计划招募上千名芯片设计、软件开发及AI研发人员。

2023年以来,生成式AI浪潮爆发,英伟达身价一路飙升。但在AI芯片领域,除了GPU,一向较为低调的ASIC芯片开始在近期迅速走红。

2024年12月12日,博通(Broadcom)公布了2024年第四财季财报。财报发布之后,博通市值大涨24%,首次突破1万亿美元。自此,博通成为继英伟达、台积电之后,全球第三家加入“万亿美元市值”俱乐部的半导体企业。

博通表示,公司2024年的AI收入暴增220%至122亿美元,未来还将与三个大型客户开发ASIC定制AI芯片。有业内分析指出,博通市值突破万亿不仅是其企业价值的体现,更是ASIC芯片领域发展潜力的有力证明。

事实上,更多与ASIC概念相关的企业正在成为资本市场的“宠儿”。

2024年12月4日,Marvell发布2025财年第三季度财报后,市值首次突破1000亿美元市值,超过老牌芯片公司英特尔。如今,ASIC业务正成为Marvell业务增长的核心动力之一。自推出该业务以来,Marvell已设计超过2000款ASIC定制芯片。

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寒武纪在2021年推出其首颗训练芯片思元290

同年12月18日,寒武纪股价突破600元/股,市值突破2500亿元人民币大关。寒武纪的AI芯片采用ASIC架构,目前其产品体系覆盖了云端、边缘端的智能芯片及其加速卡、训练整机、处理器IP及软件,可满足云、边、端不同规模的人工智能计算需求。根据行业机构最新预测,到2028年,中国加速计算服务器市场规模将超过550亿美元,其中ASIC加速服务器市场占比将接近40%。在此趋势下,国内相关企业正在全速发力。

再次翻红的ASIC芯片,何以托起博通、Marvell、寒武纪等AI芯片明星企业的市值新高?又能否真正成为点燃AI芯片市场的一把“实火”?

“泡沫”还是“实火”?

ASIC(英文全称Application Specific Integrated Circuit)是专为特定应用而设计的集成电路。随着算力场景逐渐细分,通用的算力芯片逐渐难以满足用户需求,于是专用定制芯片ASIC逐渐得到重视。

如今,ASIC芯片逐渐被视为挑战GPU的“潜力股”。据了解,作为专用定制芯片,ASIC基于芯片所面向的专项任务,其计算能力和计算效率均严格匹配于任务算法。由于ASIC芯片针对特定算法和应用进行优化设计,它在特定任务上的计算能力强大,通常具有较高的能效比。被“精确定制”的ASIC芯片可以实现极致的体积、功耗,往往在可靠性、保密性、算力、能效等方面比通用芯片表现更优。不过,ASIC芯片的技术门槛更高、设计周期更长,所以价格也更贵,但是当需要大规模使用时,成本会显著降低。

在ASIC领域,博通和Marvell是两位主要玩家,二者在AI定制芯片中占据了约70%的市场份额。其中,博通占据着主导地位,Marvell也正在努力争夺更大市场蛋糕。

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来源:全球上市公司市值排行网

博通方面,其在AI芯片领域业务主要体现在定制化ASIC芯片以及相关的数据交换芯片上,其定制化ASIC芯片广泛应用于数据中心、云计算、高性能计算(HPC)、5G无线基础设施等领域。根据最新财报数据,博通的AI业务收入在其整个财年中同比暴涨了220%,这一增长主要得益于其AI加速器和网络设备的强劲需求。博通CEO陈福阳(Hock Tan)在业绩说明会上预测,到2027年,来自三大客户对AI定制芯片的需求规模将达600亿~900亿美元。此外,陈富阳透露,其超大型客户已经制定了10万到100万个XPU集群的增长路线图,在这方面博通(博通将其定制化AI芯片称为XPUs)处于有利地位。

Marvell方面,定制芯片(ASIC)业务正成为其强劲增长的核心动力之一。在2019年斥资7.4亿美元从格芯收购Avera之后,Marvell宣布开始提供定制ASIC SoC服务。这项在当初看起来并不起眼的业务,如今已赢得亚马逊和谷歌等大型客户青睐。2024年12月初,Marvell宣布与Amazon Web Services(AWS)扩展战略合作关系,达成了一项为期五年的多代协议,其中包括帮助亚马逊设计自有AI芯片。Marvell预测,随着AI计算需求的增长,ASIC占比有望提升至25%,预计2028年数据中心ASIC市场规模将提升至429亿美元。

在博通、Marvell等企业在ASIC芯片业务加速布局,以及亚马逊、谷歌等科技巨头对AI定制芯片需求不断加大下,“ASIC”概念并非是一场只有声量的“虚火”。从崭露头角到大展身手,蓄势待发的ASCI芯片正踏入正轨。

AI芯片版图将洗牌?

在ASIC芯片崛起之际,AI芯片市场格局有望迎来一番重塑。

人工智能浪潮之下,英伟达乘势起飞,目前其GPU产品的全球市占率几乎占到了9成,在AI芯片领域也占据着80%左右的份额。在市场对算力需求节节攀升的情况下,英伟达高性能GPU供不应求,即便价格上涨也依旧有客户在排队等候。这背后的逻辑很简单:GPU芯片被视为AI领域竞争的核心资源。但这种“稀缺性”不仅是英伟达的机会,同时也是其软肋:一旦有替代者出现,形式将发生转变。

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谷歌推出的TPU芯片Trillium属于ASIC芯片

2020年7月,英伟达成为当时美国市值最高的芯片厂商。2023年5月,英伟达成为首家市值达到1万亿美元的芯片企业。如今,类似的情况已经出现:2024年12月,博通市值突破万亿美元大关。

昔日的英伟达凭借GPU一跃而起,今天的博通手握ASIC定制芯片迎面走来。AI芯片市场开始变得热闹起来,而这种局面是许多从业者所期待的。

早在2023年3月的NVIDIA GTC大会上,英伟达创始人黄仁勋宣布了一项高达90亿美元的投资计划:要与微软、谷歌、甲骨文等合作,推出自己的云服务:NVIDIA DGX Cloud。在微软、亚马逊、甲骨文、特斯拉等英伟达GPU的大客户里,每一位都抛出了数以万颗计的大单,但事实上这些“大金主”们都有一个共同计划——自研AI芯片,而这正是ASIC崛起的契机。

当谷歌、Meta、微软、亚马逊四大云服务厂商在自研ASIC芯片的时候,博通、Marvell这两家提供ASIC设计服务和解决方案的企业成为了主要合作对象。其中,博通已经连续帮助谷歌推出了七代AI处理器TPU芯片系列。摩根大通分析师预测,谷歌的TPU项目将在2025年为博通带来超过100亿美元的收入。当Marvell于去年12月和亚马逊AWS达成5年期合作协议之时,Marvell首席执行官Matt Murphy用“重要里程碑”一词来形容这项合作。

应用厂商的推动是一方面,AI算力在不同阶段的需求变化也是一方面。AI计算分为训练和推理两种。业内人士分析认为,下一阶段算力需求的重心将从训练转向推理,而OpenAI联合创始人兼前首席科学家Ilya Sutskever则公开表示,AI预训练时代无疑将终结。在AI训练上,厂商们以GPU为主;而在对算力要求较低的推理任务中,ASIC的机会开始显露。

AI浪潮奔涌向前,英伟达势头依正旺,但在AI芯片的未来版图上,属于ASIC的一抹亮色已经显露,变得不可忽视。

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