AI芯片企业风雨飘摇,架构创新该何去何从?

2019年03月15日 作者:白小白_3003415

日前,NVIDIA宣布与以色列芯片商Mellanox达成协议,将以69亿美元现金将其收购。NVIDIA创始人兼CEO黄仁勋表示,很高兴能将NVIDIA的加速计算平台与Mellanox加速平台结合,创建下一代数据中心规模的计算解决方案。

这一巨额交易仅仅是2019年AI芯片领域的典型事件之一,在刚刚过去的2018年,国内外产业玩家们共同推动着AI芯片的车轮向前滚动。

7nm芯片还未全面铺开,5nm冲锋的号角已经吹响,在AI强势侵入并颠覆各个传统领域的同时,AI芯片的架构创新持续发酵。AI芯片正在云计算、手机、安防监控、智能家居、自动驾驶五大场景上演新的群雄争霸赛。

惊雷接连炸响,这厢阿里百度打响云端AI芯片头炮,那厢华为云AI芯片已经落地应用于数据中心,再加上亚马逊、Facebook等海外巨头加入造芯战场,我们很快将见证一场全球几大数据中心的最强云端AI芯片的较量。

终端AI芯片战场的格局更为复杂,既有顶级玩家的互搏,也有各类跨界玩家纷纷涌入。软硬协同似乎成为终端AI芯片玩家们的主流选择。跨界玩家们的造芯方案不尽相同,有找芯片老炮合作,有的自己组队硬抗。同样,愈炒愈热的终端AI芯片也将迎来落地潮。

在这2019年的起点,智东西从与产业链从业者们的多次交流中,总结出AI芯片产业的核心脉络走向集中在五大战事,这五大战事将决定AI芯片的技术发展方向和产业玩家新格局。

核心技术战:5nm最早明年见,芯片制造亟待国产化

一切不谈制造技术、装备和材料的AI芯片都是纸老虎。随着摩尔定律门槛变高,芯片制造逐渐走到瓶颈期,对包括AI芯片在内的整个半导体行业造成一定的约束。

芯片产业通常分为设计、制造、封测三大流程,中国在设计和封测方面水平尚可,但在制造方面仍被国际先进水平全面压制。

  • 1、制程工艺:7nm走向普及期,5nm冲锋号角已吹响

芯片制程是用来描述晶体管栅极宽度大小,制程越小,同一面积的芯片就能容纳更多晶体管,性能也就更强。根据摩尔定律,集成电路可容纳的元器件数每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

制程工艺的升级在“流量”巨头们的AI芯片中表现的相当明显。以苹果、华为、高通三大手机AI芯片领跑者为例,在过去两年,他们的AI芯片分别推出了两代,采用的制程工艺也从台积电10nm升级到了7nm。

台积电CEO魏哲家曾透露,到2018年底有超过50个产品完成7nm设计定案,其中AI芯片和矿机芯片占据大部分产能。

在云端,中国的华为的昇腾910、寒武纪1M系列,美国的赛灵思AI芯片新品Versal系列、AMD新一代GPU、Wave Computing第二代数据流处理器DPU、Esperanto机器学习芯片等均采用7nm制程工艺。

2019年,一大批7nm芯片产品将分别在云端和边缘展开新的较量,而常年称霸芯片代工领域老大的台积电显然是这一制程的主导者。

在去年8月,而全球第二大代工厂格罗方德和第三大代工厂联电均止步于7nm,格罗方德将无限期地暂停7nm芯片工艺的开发,联电则宣布不再投资12nm一下的先进芯片制程。还在跟台积电正面较劲的玩家只剩下英特尔和三星。

随着芯片制程的逐渐逼近物理极限,摩尔定律的维持和延续变得更加困难,工艺成本在滚雪球似的攀升。华为研发人员曾告诉智东西,华为和台积电合作开发3年、耗资3亿美元才造出7nm芯片。

三星电子在去年10月宣布通过了8nm LPP工艺验证,这一制程将应用于计划在今年年初量产的旗舰手机芯片Exynos 9820上。英特尔的10nm更是姗姗来迟,一系列英特尔10nm芯片产品预计将在今年组团落地。

而中国内地被寄予厚望的中芯国际,虽然在今年年初迎来14nm工艺良品率达95%和即将量产的喜讯,但随后不久又被曝延期到今年下半年量产。中芯国际和上述几家公司的差异仍然相对明显。

在这场需要押下巨额人力与财力的豪赌中,财大气粗的台积电再度领先吹响5nm冲锋的号角,开设了新的5nm晶圆18厂,为5nm砸下250亿美元,并计划在今年Q2进行5nm芯片制程的风险试产,2020年投入量产。

据说明年问世的苹果A14芯片和华为麒麟990芯片,都已经预定了台积电5nm制程工艺。

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