半导体行业观察

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这种芯片冷却技术,火爆全球
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
液冷数据中心市场增长 - 预计未来两年内液冷数据中心市场份额将从不到1%增长至30% 主要驱动因素是处理器功率每6个月快速提升导致机架功率和温度持续升高 空气冷却技术已达极限 [1] - 超大规模数据中心运营商已从"是否采用液冷"转向"选择何种技术及部署速度"的决策阶段 [1] - 全球液冷市场规模预计从2024年56 5亿美元增至2034年484 2亿美元 十年复合增长率达24% 主要支撑AI工厂和高密度数据中心需求 [10] 液冷技术分类与原理 - 技术分为浸入式(单相/双相)和直接芯片式(单相/双相)两大类 浸入式采用重型水箱容纳浸没设备 直接芯片式通过冷板接触CPU/GPU散热 [1] - 单相浸入式使用油性液体循环散热 双相浸入式采用低沸点介电流体产生蒸汽冷凝回流 单相直接芯片用水基冷却剂 双相直接芯片用导热流体相变散热 [3][5][10][14][15] 浸入式冷却技术特性 - 单相浸入式优点包括设备全浸没散热 缺点为仅支持≤500W芯片 储罐笨重且维护成本高 油液易燃性存在安全隐患 [6] - 双相浸入式优点为100%热量消除 缺点涉及设备兼容性要求高 沸腾过程可能导致主板物质蒸发 需大型过滤系统且维护时蒸汽排放 [9] 直接芯片冷却技术特性 - 单相直接芯片优点为结构紧凑 缺点为水冷系统存在腐蚀和泄漏风险 高功耗芯片需更大水流量及高压泵送系统 [14] - 双相直接芯片优点包括无需基础设施改造 封闭系统无泄漏 沸点恒定保证未来兼容性 缺点为仅冷却CPU/GPU 其他组件仍需风冷 [15] 技术选型关键维度 - 决策需综合性能 成本 功耗 易用性 可扩展性和可持续性 特别强调需适配下一代高功率芯片的散热需求 [11] - 浸入式适合全设备散热但投资高昂 直接芯片式更易部署但存在局部散热局限 双相技术普遍比单相更具扩展优势 [6][9][14][15]
AMD表示担忧
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
核心观点 - 美国对中国销售的限制将导致AMD今年损失15亿美元收入,主要源于4月份针对MI308芯片实施的出口限制[1] - AMD预计本季度数据中心收入将下降7亿美元[1] - 公司仍看好人工智能基础设施需求,预计下半年新芯片将提振销售额[1] - 股价因财报上涨7%后因中国销售影响下跌,随后在电话会议后回升[1] 财务表现 - 第二季度预计销售额74亿美元,高于分析师预期的72.3亿美元[2] - 第一季度销售额增长36%至74亿美元,超过预期的71.2亿美元[2] - 数据中心部门收入37亿美元,同比增长57%[2] - 个人电脑相关销售额增长28%至29亿美元[2] - 扣除某些项目后每股利润96美分[2] 市场地位 - 公司营收是十年前的五倍多,已摆脱英特尔阴影[3] - 在AI加速器市场仍远落后于英伟达[3] - 是第二大图形芯片供应商,产品为数据中心AI加速器基础[3] 管理层观点 - 首席执行官苏姿丰预计下半年将出现强劲增长[2] - 公司持续投资人工智能基础设施[2] - 面临与英伟达竞争及贸易限制挑战[1] 股价表现 - 周二收盘价98.62美元,今年以来下跌18%[2] - 股价因财报上涨7%后因中国销售影响下跌[1]
RISC-V,席卷全球
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
RISC-V架构概述 - RISC-V是一种开放国际标准的指令集架构(ISA),用于规范计算机软硬件接口,促进协作创新且不涉及敏感知识产权共享[1] - 与x86(CISC)和ARM(RISC)两大专有ISA形成对比,RISC-V允许免版税定制且无修改许可限制[3][5][6] - 由瑞士非营利机构RISC-V International管理,成员覆盖70国4600家实体,中美企业占比最高(中国大陆12家主要成员,美国9家)[7] 市场格局与技术特性 - x86主导PC市场(Intel/AMD),ARM垄断移动领域,两者均为付费授权模式;RISC-V作为免费开放标准打破垄断[3][5] - 基于RISC-V的芯片数量已超20亿颗,预计2031年达200亿颗;RISC-V International成员从2019年236家激增至2025年4600家[8] - 技术灵活性显著:支持快速指令扩展(如AI应用),无历史遗留问题,比x86/ARM更易定制高性能解决方案[13][16] 商业应用与生态发展 - 早期应用集中于嵌入式系统,逐步扩展至HPC/AI/消费电子领域,案例包括NASA太空计算机、谷歌数据中心芯片[15] - 行业巨头加速布局:Nvidia已开发3款RISC-V微控制器(2024年出货10亿颗),高通骁龙处理器搭载6.5亿个RISC-V内核[12][13] - 2023年启动RISE项目(谷歌/英特尔/三星等参与),加速软件生态建设;2024年推出RVA23规范推动标准化[12][16] 美国战略机遇与政策建议 - RISC-V可强化美国芯片设计竞争力:降低中小企业创新门槛,推动从资本竞争转向设计创新竞争[20][21] - 需防范政策误判:限制美国参与将导致生态碎片化,反使中国获得标准主导权[18][19] - 关键措施包括:将RISC-V纳入工程教育、资助NIST参与国际标准制定、建设验证实验室等基础设施[23][24][25] 全球竞争态势 - 中国通过《中国标准2035》积极布局标准制定,美国需联合盟友保持标准领导力,避免技术优势流失[23] - 开放标准具有地缘政治韧性:2019年RISC-V International迁至瑞士,确保全球可访问性[8][19] - 长期潜力:虽短期内难以替代x86/ARM,但在边缘计算(阿里巴巴)、RISC-V笔记本(DeepComputing)等新兴领域快速突破[15][16]
思科展示量子网络芯片
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
思科量子网络技术进展 - 思科展示用于量子计算机联网的原型芯片,并宣布在加州圣莫尼卡开设量子实验室[1] - 该芯片采用与现有网络芯片相同的部分技术,可将小型量子计算机连接成更大规模系统[1] - 芯片潜在应用包括帮助金融公司同步交易时间或协助科学家探测陨石[1] - 思科与加州大学圣巴巴拉分校共同开发该芯片,通过使光子对发生量子纠缠实现量子计算机连接[2] 量子计算行业动态 - 谷歌、微软、亚马逊近期均宣布推出量子计算芯片,英伟达计划开设量子计算实验室[1] - PsiQuantum等初创公司筹集数亿美元用于构建量子系统[1] - 微软宣称其马约拉纳处理器意味着可靠量子计算只需数年而非数十年[3] - Nvidia在量子领域展示其AI实力,定位为该技术推动者[3] 量子网络技术细节 - 思科量子网络纠缠芯片每通道每秒可产生超过100万个可用纠缠光子对,整个芯片每秒最多2亿个[7] - 芯片保真度高达99%,功耗低于1毫瓦,可在室温运行无需专门冷却[7] - 芯片能与现有光纤基础设施集成,适合现代数据中心环境[7] - 量子网络需要全新组件,包括交换机、NIC和分布式编译器等[8][10] 量子计算发展挑战 - 当前量子系统仅含数十或数百个量子比特,而实际应用需要数百万个[6] - 量子比特数量预计到本世纪末将增长到数千个[6] - 量子计算未来取决于分布式架构而非单一量子计算机[6] - 需要量子网络基础设施创建分布式量子计算环境以实现扩展[6] 思科量子战略 - 思科构建与任何量子计算技术兼容的供应商无关框架[11] - 公司正在开发量子网络堆栈其他组件,包括纠缠分发协议和量子网络开发套件[10] - 思科定位为量子技术推动者而非狭隘供应商[11] - 硬件和软件协同开发是思科量子网络战略关键部分[10]
英特尔为何看上了12nm?
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
英特尔与联华电子合作 - 英特尔代工部门与联华电子合作,将在美国亚利桑那州工厂生产联华电子的12nm工艺节点 [1] - 英特尔代工的首要任务是尖端工艺节点(如英特尔3/4和18A),但同时也承接成熟工艺节点(如16nm和12nm)的晶圆制造 [1] - 联华电子的12nm工艺将通过英特尔的"Copy Smart"方法在亚利桑那工厂复制生产,而非完全精确复制 [3][4] 成熟工艺节点的市场需求 - 未来对成熟工艺节点(12nm至18nm)的需求预计增长,尤其在射频、模拟电路等非核心部件 [1] - 智能手机和个人电脑的外围芯片(如缓冲芯片、微控制器)依赖成熟工艺节点,疫情期间曾出现短缺 [2] - 联华电子预计到2028年,12nm至17nm工艺节点的潜在市场规模将超过200亿美元,逻辑和无线需求是主要驱动力 [4] 半导体供应链本地化趋势 - 西方国家政府鼓励半导体制造基地向欧美转移,以降低对亚洲供应链的依赖 [3] - 联华电子与英特尔合作是其应对供应链本地化趋势的策略,通过英特尔在美国的工厂服务北美客户 [3][4] - 英特尔还将在爱尔兰工厂为联发科生产16nm工艺节点,以满足客户对成熟、低成本工艺的需求 [5] 合作细节与时间表 - 联华电子将销售英特尔工厂生产的12nm晶圆,业务实体仍为联华电子,英特尔提供空间和人力资源支持 [4] - 两家公司计划在2024年10月发布PDK 0.5版本,2026年4月发布PDK 1.0版本,2027年1月开始量产 [5] - 合作模式为三方共赢:客户获得美国本土生产的12nm芯片,联华电子拓展北美市场,英特尔积累成熟工艺经验 [4] 联华电子背景 - 联华电子成立于1980年,最初为IDM模式,1990年代转型为晶圆代工厂 [2] - 主要工厂分布在台湾、中国大陆、新加坡和日本(三重富士通半导体) [2] - 擅长成熟工艺节点制造,与台积电齐名 [2]
传闻已久的Arm PC芯片,即将发布
半导体行业观察· 2025-05-07 09:46
Nvidia与联发科的Arm AI PC合作计划 - Nvidia首席执行官黄仁勋暗示公司AI PC计划的最新进展将在一年后公布,最新报道显示公司可能在Computex 2025上发布传闻已久的Arm消费级CPU [1] - Nvidia与联发科预计推出价格更实惠的AI PC版本,旨在超越高通骁龙芯片,进军目前由AMD APU主导的市场 [1] - 联发科确认将于2025年5月20日在Computex 2025发表主题演讲,紧随Nvidia主题演讲之后 [1] 产品规格与市场定位 - 计划推出两款设备N1和N1X,搭载基于Arm的联发科CPU和Nvidia GPU,可能是1月份发布的GB10 Linux工作站的Windows版缩小版 [2] - N1X和N1处理器预计配备多达10个Cortex-X925高性能核心和10个Cortex-A725核心,可能推出功能较弱的CPU配置以填补市场空白 [2] - 消费级版本可能配备8到16个核心,16到32GB RAM,目标是推出与苹果M4 Mac Mini相当的Windows产品 [4] 技术优势与行业影响 - Nvidia的Blackwell独立显卡有望提供比AMD Radeon和高通Adreno更高的性能和更佳的游戏兼容性 [1] - Arm指令集在Mac等设备上展现出比x86更高的能效,但需要解决x86庞大软件库的兼容性问题 [3] - 该合作将推动微软推广搭载Arm芯片的Windows设备的努力,此前微软已推出搭载高通骁龙X SoC的笔记本电脑 [2] 产品开发与发布时间 - Nvidia Arm AI PC计划传闻始于2023年末,2024年公司高管暗示更多信息将公布 [3] - 在2025年CES上,Nvidia和联发科联合发布售价3,000美元的迷你电脑Project Digits,用于测试AI工作负载 [3] - 开发问题可能导致商业化发布大幅推迟至2026年,但该传言尚未得到证实 [4]
三巨头竞逐3D芯片
半导体行业观察· 2025-05-06 08:57
3D-IC技术竞争格局 - 英特尔、台积电和三星代工厂正在竞相提供完整的3D-IC基础组件,以实现未来几年内性能大幅提升和功耗最小化[1] - 3D-IC实现需要新材料、更薄基板处理、背面供电方案、桥接器技术、多芯片通信接口标准和新互连技术[1] - 该技术还要求EDA工具、数字孪生、多物理场仿真等领域的重大变革,并在设计到制造流程中融入人工智能[1] 3D-IC发展驱动力 - ChatGPT推出和AI数据中心建设推动了完整芯片堆叠技术的发展[1] - 分解SoC并采用先进封装成为趋势,小型功能芯片集比大型SoC良率更高且设计成本更低[4] - 内存墙问题成为关键挑战,HBM和SRAM结合成为解决方案,HBM4拥有2048个通道[4] 主要厂商技术路线 - 英特尔展示14A逻辑层直接堆叠在SRAM层上方的架构[5] - 台积电开发面对面集成技术,互连间距从9微米缩小至5微米以下[8] - 三星计划从2027年开始在SF2P上堆叠SF1.4芯片[11] - 台积电A14节点速度提升15%,功耗降低30%,逻辑密度提升1.23倍[23] 散热挑战与解决方案 - 散热是3D-IC最大挑战,可能导致芯片堆叠破裂[14] - 解决方案包括导热通孔、蒸汽帽、微流体技术、热界面材料和浸没冷却[12][13] - 背面供电技术成为关键,英特尔PowerVia、台积电Super Power Rail和三星SF2Z分别在不同节点推出[14] 光互连技术 - 共封装光学器件被纳入主要代工厂发展规划,光传输数据更快且功耗更低[15] - 光互连面临波导设计挑战,不能有直角且需要光滑表面[16] - 英特尔指出光纤技术允许太比特级带宽在机架间传输,正发展直接连接计算集群的方案[19] 未来应用场景 - 初期应用集中在AI数据中心,未来可能扩展至增强现实眼镜和人形机器人[27] - 人形机器人需要大量硅片支持AI能力、传感能力和功率输出[28] - 汽车自动驾驶被视为机器人发展的第一步,需要先进硅片支持[28] 行业挑战与机遇 - 3D-IC是将晶体管数量扩展到数千亿乃至数万亿的唯一途径[26] - 更薄电介质和基板可能加速损坏,导致串扰和信号干扰问题[26] - 行业需要建立弹性、稳健、分布式先进节点硅片供应链[30]
Silvaco 宣布收购
半导体行业观察· 2025-05-06 08:57
战略收购 - Silvaco宣布战略收购Tech-X Corporation,后者是多物理仿真软件领域的领先提供商,专注于光子学、电磁学和等离子体动力学应用 [1] - 通过整合Tech-X的多物理场仿真工具与Silvaco的Victory TCAD平台,客户能够为光子学、半导体器件和晶圆级等离子蚀刻创建更精确的数字孪生模型,加速行业创新 [1] - Tech-X为Silvaco带来高性能、多节点GPU计算的先进算法,显著提升仿真速度和准确性 [1] 高管观点 - Silvaco首席执行官Babak Taheri表示,收购Tech-X是公司利用技术、人才和新客户拓展AI应用增长战略的重要一步,将进一步拓展从器件到晶圆级几何结构的快速多物理场晶体管级仿真 [2] - Tech-X首席技术官John Cary教授认为,与Silvaco合作可充分利用双方协同优势,借助Silvaco的全球影响力和技术团队,拓展半导体和光子学行业的应用机会 [2] Tech-X发展历程 - Tech-X成立于1994年,由科罗拉多大学博尔德分校的John Cary博士及其同事创立,旨在将物理学与计算机科学融合解决复杂现实问题 [4] - 早期Tech-X使用面向对象编程创建粒子跟踪代码,后开发可扩展代码VORPAL,2004年相关论文发表在《计算物理学杂志》和《自然》杂志,总引用近3000次 [4][5] - 2010年推出用户友好型软件VSim,结合VORPAL物理引擎与图形用户界面,2013年发布带电多流体仿真应用USim,近期推出辐射传输仿真产品RSim [5] 技术与产品 - Tech-X的VORPAL代码能够解决等离子体和束流物理学领域的复杂问题,支持复杂介电和金属环境中电磁和静电的多物理模拟 [4] - VSim框架支持用户定制功能包,满足航空航天和半导体制造领域对等离子体动力学模拟的需求 [4][5] - RSim源于与NASA猎户座任务的合作,用于模拟辐射传输,应用涵盖核医学和宇航员防护等领域 [5] 行业影响 - Tech-X已成长为全球主要的模拟软件供应商,产品被各行业工程师和科学家广泛使用,持续推动复杂问题的现实解决方案 [6] - Silvaco通过收购Tech-X,强化了在光子学、半导体器件和等离子蚀刻领域的数字孪生建模能力,提升行业创新速度 [1][2]
芯片,同比增长18.8%
半导体行业观察· 2025-05-06 08:57
全球芯片市场表现 - 3月全球芯片市场三个月平均规模达559亿美元,环比增长1.8%,同比增长18.8% [1] - 3月实际月度销售数据显示全球芯片市场规模为627.6亿美元 [1] - 美洲地区芯片市场同比增长45.3%,增速最快 [1] - 除欧洲外所有地区均实现同比增长,日本和中国增长率为个位数,亚太地区(除中日)增长15.4% [1] - 欧洲市场同比萎缩2%,但萎缩速度放缓 [1] 区域市场动态 - 美洲3月销售额18.57十亿美元,环比下降0.4%,但同比大幅增长45.3% [2] - 欧洲3月销售额4.24十亿美元,环比增长5.7%,同比下降2% [2] - 日本3月销售额3.77十亿美元,环比下降0.4%,同比增长5.8% [2] - 中国3月销售额15.41十亿美元,环比增长2.4%,同比增长7.6% [2] - 亚太/其他地区3月销售额13.91十亿美元,环比增长3.6%,同比增长15.4% [2] 关税政策影响 - 美国对进口芯片征收关税可能导致2025年全球芯片市场萎缩10%至6960亿美元 [5] - 若高关税持续,2026年市场规模可能降至5570亿美元,较基准情景下降34% [5] - 美国近期将全球进口关税降至10%(中国除外),中国半导体产品仍面临20%关税 [4] - 中国对所有美国进口产品征收125%关税,并禁止稀土金属出口至美国 [5] 行业预测与趋势 - 基准情景下(全球关税10%),2026年半导体市场规模预计达8440亿美元,年增长率8.6% [5] - 中间情景(美国对中国关税30-40%,全球关税20-40%),2025年市场规模7360亿美元,2026年6990亿美元 [6] - 3月芯片采购热潮可能反映企业为规避未来关税风险提前下单 [1] 数据方法论 - 半导体行业协会(SIA)采用三个月移动平均数据以平滑季度波动,实际月度数据由WSTS追踪 [2] - 三个月移动平均值显示美洲市场较前一周期下降8.2%,中国下降2.9%,而欧洲增长2% [2]
Sambanova裁员,放弃训练芯片
半导体行业观察· 2025-05-06 08:57
AI芯片初创公司战略转型 - SambaNova Systems在2023年4月放弃AI训练业务,裁员15%,全面转向AI推理领域,成为第一代AI芯片初创公司中最后一个放弃训练业务的企业 [1] - 类似战略转型案例包括:Groq在2022年完全转向推理基准,Cerebras从CS-1的训练重心转向CS-2的推理重心 [1] 转型原因分析 市场因素 - 行业普遍认为AI推理市场规模可能是训练市场的10倍,因单个模型训练后需执行大量推理任务 [3] - 若未来AI生态由少数大型模型主导,推理市场规模将显著超越训练市场 [3] 技术门槛差异 - 训练需缓存梯度/激活值,要求复杂内存架构(SRAM+HBM+DDR),而推理仅需前向计算,内存需求降低50%以上 [3][4] - 训练需全对全芯片间网络同步梯度,推理仅需线性流水线通信,初创公司有限网络设计更适配推理场景 [5] 英伟达垄断压力 - 英伟达通过CUDA生态、HBM内存(单芯片最高80GB)、NVLink/Infiniband网络技术建立训练领域绝对优势 [6] - 即使SambaNova具备HBM和点对点网络,仍难以突破英伟达在低精度训练算法适配性上的先发优势 [6] 初创公司竞争策略 - 放弃训练业务因需同时解决内存带宽(HBM供给受限)、网络拓扑、算法适配三重挑战,而推理仅需优化单次前向计算 [4][5][6] - 现有案例显示,初创公司转向推理后可规避与英伟达直接竞争,专注特定场景优化(如Groq的确定性延迟、d-Matrix的稀疏计算) [2][6] 行业格局影响 - 英伟达在训练市场的技术壁垒(硬件+软件协同优化)迫使初创公司重新定位,形成训练市场单极垄断、推理市场多强并存的格局 [7] - 头部实验室对英伟达硬件的路径依赖(如GPT-4级模型训练代码适配)进一步强化其市场地位 [6]