芝能智芯出品
生成式人工智能（Gen AI）已成為炙手可熱的話題。隨著ChatGPT和Sora等Gen AI應(yīng)用在全球范圍內(nèi)的迅速普及，對(duì)計(jì)算能力的需求也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。
這一趨勢(shì)正將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體行業(yè)，將其推向了新的發(fā)展階段，我們可以形象地將其描述為"下一個(gè)S曲線"。這也帶來(lái)了一個(gè)緊迫的問(wèn)題，半導(dǎo)體行業(yè)能否跟上這股變革的步伐。
半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)軍者們紛紛采取措施，投入大量資本用于擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心和半導(dǎo)體制造工廠，并不斷探索芯片設(shè)計(jì)、材料和架構(gòu)方面的進(jìn)步，目標(biāo)是要滿足新一代Gen AI驅(qū)動(dòng)的商業(yè)環(huán)境所帶來(lái)的不斷變化的需求。
Part 1
半導(dǎo)體行業(yè)的S曲線
半導(dǎo)體行業(yè)面臨著一個(gè)新的增長(zhǎng)曲線S曲線。這要求行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者進(jìn)行大量資本投入，以擴(kuò)大數(shù)據(jù)中心和半導(dǎo)體制造工廠（fabs），并探索芯片設(shè)計(jì)、材料和架構(gòu)的進(jìn)步，以滿足新一代AI驅(qū)動(dòng)的商業(yè)環(huán)境的需求。
在B2B和B2C市場(chǎng)中，生成式AI的影響正在開發(fā)多種場(chǎng)景，這些場(chǎng)景都預(yù)示著計(jì)算需求的顯著增長(zhǎng)。這些場(chǎng)景主要關(guān)注數(shù)據(jù)中心，并承認(rèn)邊緣設(shè)備如智能手機(jī)的影響，盡管規(guī)模較校
生成式AI應(yīng)用程序的需求可以分為兩個(gè)主要階段：訓(xùn)練和推理。
●訓(xùn)練階段通常需要處理大量數(shù)據(jù)，是計(jì)算密集型的，
●而推理階段則在每次運(yùn)行用例時(shí)需要較少的計(jì)算量。
B2C應(yīng)用程序預(yù)計(jì)將占新一代AI計(jì)算需求的70%，而B2B用例預(yù)計(jì)占30%。
Part 2
B2B和B2C
麥肯錫分析了六種B2B用例原型，并根據(jù)服務(wù)計(jì)算成本和AI價(jià)值創(chuàng)造進(jìn)行了組織。這些原型包括編碼和軟件開發(fā)應(yīng)用、創(chuàng)意內(nèi)容生成應(yīng)用、客戶互動(dòng)應(yīng)用、創(chuàng)新應(yīng)用、簡(jiǎn)單簡(jiǎn)潔的應(yīng)用和復(fù)雜簡(jiǎn)潔的應(yīng)用。
分析的核心是服務(wù)計(jì)算成本，包括訓(xùn)練、微調(diào)和推理成本，以及基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）利潤(rùn)，其中包括計(jì)算硬件、服務(wù)器組件、IT基礎(chǔ)設(shè)施、功耗和人才成本。
B2B需求場(chǎng)景：
●基礎(chǔ)采用：在18年內(nèi)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)90%的采用率，需要大量投資于計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。
●保守采用：采用率可能減緩，僅產(chǎn)生部分價(jià)值捕獲，受監(jiān)管限制和數(shù)據(jù)隱私問(wèn)題的影響。
●加速采用：預(yù)計(jì)13年內(nèi)實(shí)現(xiàn)90%的采用率，受到新商業(yè)模式和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)。
對(duì)于B2C計(jì)算需求，消費(fèi)者參與度和計(jì)算含義是關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素�；尽⒈Ｊ睾图铀俨捎脠�(chǎng)景代表了新一代AI對(duì)B2B和B2C應(yīng)用程序需求的可能結(jié)果。例如，到2030年，在基本場(chǎng)景中，新一代AI計(jì)算總需求可能達(dá)到25x10^30 FLOP，其中約70%來(lái)自B2C應(yīng)用程序，30%來(lái)自B2B應(yīng)用程序。
B2C計(jì)算需求場(chǎng)景：
●基礎(chǔ)采用：預(yù)計(jì)每個(gè)智能手機(jī)用戶的日常交互次數(shù)將增加，對(duì)B2C應(yīng)用程序的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。
●保守采用：擔(dān)憂數(shù)據(jù)隱私和監(jiān)管問(wèn)題可能導(dǎo)致交互次數(shù)減半。
●加速采用：高度信任和用戶接受度可能會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者應(yīng)用程序交互數(shù)量的急劇增加。
Part 3
AI對(duì)行業(yè)的影響
隨著組織應(yīng)對(duì)采用新一代AI的復(fù)雜性，對(duì)這些原型的戰(zhàn)略利用變得勢(shì)在必行。經(jīng)濟(jì)性、算法效率以及硬件的持續(xù)進(jìn)步等因素進(jìn)一步影響著新一代AI的采用和技術(shù)進(jìn)步。
在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施方面，生成式AI應(yīng)用程序通常在專用服務(wù)器上運(yùn)行，這些服務(wù)器可能需要更高的機(jī)架功率密度和液體冷卻。服務(wù)器將采用高性能GPU或?qū)Ｓ肁I芯片，如ASIC，以高效處理工作負(fù)載。訓(xùn)練服務(wù)器預(yù)計(jì)將采用CPU+GPU架構(gòu)，而推理工作負(fù)載預(yù)計(jì)將轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ糜布�，因�(yàn)樗鼈兂杀靖停茉葱矢摺?/p>
晶圓需求的增長(zhǎng)對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生了顯著影響。到2030年，非新一代AI應(yīng)用對(duì)邏輯晶圓的需求將約為1500萬(wàn)片，而生成式AI需求將需要額外的120萬(wàn)至360萬(wàn)片晶圓。這可能導(dǎo)致需要三到九座新的邏輯晶圓廠來(lái)滿足需求。
對(duì)于DRAM和HBM內(nèi)存芯片，到2030年，gen AI應(yīng)用對(duì)DRAM的需求可能在5至1300萬(wàn)片晶圓之間，相當(dāng)于4至12個(gè)專用晶圓廠。NAND存儲(chǔ)器的總需求預(yù)計(jì)為2至800萬(wàn)片晶圓，對(duì)應(yīng)1至5家晶圓廠。
除了邏輯和內(nèi)存芯片，其他組件如高速網(wǎng)絡(luò)和互連設(shè)備、功率半導(dǎo)體等也將面臨增長(zhǎng)的需求。gen AI的增長(zhǎng)推動(dòng)了對(duì)計(jì)算能力的相應(yīng)需求，促進(jìn)了軟件創(chuàng)新以及對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和半導(dǎo)體工廠的大量投資。
小結(jié)
為了應(yīng)對(duì)新一代AI帶來(lái)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，半導(dǎo)體行業(yè)必須擁抱變革，制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。行業(yè)領(lǐng)軍者加大對(duì)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的投資，以滿足不斷增長(zhǎng)的需求。
在B2C市場(chǎng)，制定針對(duì)智能手機(jī)等邊緣設(shè)備的芯片設(shè)計(jì)與制造策略至關(guān)重要，以滿足日益增長(zhǎng)的消費(fèi)者需求。
