半导体行业观察

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逆向英伟达GPU,解码芯片龙头的成功奥秘
半导体行业观察· 2025-05-14 09:47
现代GPU微架构研究 - 学术界多数研究仍基于15年前的GPU核心流水线设计,而现代英伟达GPU架构已发生显著变化[1][2] - 通过逆向工程揭示了现代英伟达GPU核心设计的关键方面,包括指令发射逻辑、寄存器文件结构和内存流水线特性[1] - 研究发现现代GPU采用硬件-编译器协同技术,在执行过程中由编译器引导硬件工作[1] 指令发射机制 - 指令发射阶段采用CGGTY策略(编译器引导的贪心优先且最年轻优先)[36] - 线程束就绪条件包括指令缓冲区有效性、无数据依赖风险以及执行资源可用性[28] - 发射调度器优先选择同一线程束指令,否则切换到最年轻的可执行线程束[33] 依赖管理系统 - 采用基于控制位的软硬件协同设计,包括停顿计数器、Yield位和6个依赖计数器[18][19] - 相比传统计分板机制,新方案面积开销仅0.09%(计分板为5.32%)且性能更优[77][78] - 编译器负责设置停顿计数器处理固定延迟指令依赖,依赖计数器处理可变延迟指令依赖[16][18] 寄存器文件架构 - 包含多种寄存器文件:常规寄存器(65536个)、统一寄存器(64个/线程束)、谓词寄存器等[41] - 采用寄存器文件缓存(RFC)缓解端口竞争,每个子核心缓存6个1024位操作数值[44][45] - 编译器通过重用位管理RFC分配策略,命中时可减少寄存器文件访问[22][45] 内存流水线特性 - 每个子核心可缓冲5条连续内存指令,共享结构每2周期处理1个请求[47][48] - 全局内存访问延迟:32位加载指令WAR延迟9-11周期,RAW/WAW延迟29-38周期[52] - 共享内存访问延迟普遍低于全局内存,32位加载RAW/WAW延迟23-24周期[52] 模拟器性能提升 - 新模型平均绝对百分比误差(MAPE)为13.98%,比先进模拟器降低18.24%[7][67] - 流缓冲区指令预取器(16条目)使性能接近完美指令缓存(加速比1.47x)[69][71] - 模型验证覆盖143个基准测试,在RTX A6000上90%百分位误差仅31.47%[68] 跨架构适用性 - 研究成果适用于安培和图灵架构,在图灵架构上MAPE降低6.94%[80] - 核心微架构设计理念可扩展至其他英伟达架构,仅需调整特定指令延迟[80] - 硬件-编译器协同设计成为现代GPU架构主流趋势,显著提升能效比[89]
汽车芯片盛会,即将开幕
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
大会概况 - 第十二届汽车电子创新大会暨汽车芯片产业生态发展论坛(AEIF 2025)将于2025年5月14-15日在上海中星铂尔曼大酒店召开,主题为"筑产业生态 与机遇同行"[1] - 大会设置1场高峰论坛、1场供需对接会、3场专题论坛及1场产品展示,预计参会人数超千人[1] - 活动聚焦汽车电子前沿技术突破,覆盖整车厂、Tier1及芯片企业,强化产业链上下游对接[1] 核心议题与趋势 - 智能化汽车全车芯片需求将达3000颗以上,RISC-V架构成为国产化突破路径之一,长城汽车旗下紫荆半导体聚焦MCU/AFE/SoC芯片差异化开发[13] - Chiplet技术通过模块化设计提升汽车芯片可靠性,芯原微电子已在高阶智驾领域实现技术领跑并获车规认证[14] - 汽车电子系统占整车价值30-70%,但中国车规芯片90%依赖进口,本土化成为产业安全关键[22] - 国产芯片在高阶智驾系统开发中逐步实现硬件选型、域控制器架构设计及软件集成能力突破[21] 技术亮点 - 紫荆半导体S300 SoC芯片瞄准中央域控制器市场,采用非平替路线联合长城汽车定制开发[13] - 芯原微电子展示基于Chiplet的智驾芯片设计平台,包含车规IP系列及软硬件整体解决方案[14] - 瑞发科半导体推出12G HSMT SerDes技术赋能智驾感知系统[26] - 矽成半导体推出车规级存储芯片解决方案支持汽车智能化升级[26] 产业链动态 - 北汽研究院展示国产芯片在EE架构演进中的应用实践[29] - 联合电子提出构建韧性产业链,推动车规芯片质量可靠性提升[22] - 上汽大众探讨智能化趋势下芯片演进路径与OEM整合策略[23] - 派恩杰半导体发布千伏高压架构下的SiC功率半导体技术[29] 议程重点 - 高峰论坛将发布《2025国产车规芯片可靠性分级目录》并颁发"金芯奖"[28] - 供需对接会涵盖AI座舱、DSP音频、MCU国产化等12项技术方案[26] - 专题论坛分设汽车电子生态、智能网联、AI与自动驾驶三大方向,涉及SDV挑战、芯片测试、FD-SOI等30+议题[30][32][34]
特色工艺,台积电怎么看?
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
半导体行业多元化创新趋势 - 传统制程微缩红利收窄,行业转向多元化创新路径,特色工艺成为关键差异化竞争力量[1] - 特色工艺通过定制化制程优化能力,在汽车电子、工业控制、物联网等领域展现不可替代优势,全球市场规模已突破500亿美元,年复合增长率达15%[1] - 先进封装技术与特色工艺发展为芯片性能优化提供新思路,推动半导体产业从单一制程依赖转向系统级创新[1][4] 台积电特色工艺技术布局 - 构建"技术广度+生态深度"特色工艺标杆,覆盖汽车电子、ULP/IoT、RF、eNVM、高电压显示、CIS和电源IC七大领域[3][4] - 汽车电子领域:提供N7A/N5A/N3A车规级逻辑技术及40-90V BCD-Power工艺,支持ADAS和智能座舱高可靠性需求[4] - 低功耗领域:N4e工艺结合eNVM优化物联网AI设备能效,ULP技术实现可穿戴设备超低漏电[4] - 射频技术:先进RF CMOS提升边缘AI通信性能,增强LDMOS和低噪声器件特性[4] - 显示驱动:16HV FinFET平台较28HV功耗降低28%,逻辑密度提升40%,支持AI玻璃显示引擎[4] - CIS创新:LOFIC技术实现100dB动态范围,满足智能手机和汽车ADAS高帧率成像需求[5] eNVM技术突破与商业化 - 突破传统eFlash在28nm节点扩展极限,RRAM/MRAM技术实现16/12nm节点延伸,22nm RRAM已通过车规认证[6][7] - RRAM工艺复杂度最低,仅需增加1层掩膜版,40/28/22nm已量产,12nm进入客户流片阶段[6][16] - MRAM具备卓越可靠性,22nm已量产,16nm准备就绪,未来将扩展至5nm节点[7] - 存储技术协同:RRAM/MRAM与N3A/BCD-Power工艺形成汽车芯片解决方案,ULP平台满足物联网待机需求[7] MCU厂商新型存储技术路线 - 英飞凌:采用台积电28nm eRRAM技术开发AURIX MCU,写入速度快15倍,成本优势显著[16][17] - 恩智浦:16nm FinFET eMRAM实现百万次擦写周期,S32K5 MCU推动车规存储技术迭代[18][19] - 瑞萨:22nm STT-MRAM测试芯片实现200MHz读取频率,主要面向物联网应用[20][21] - 意法半导体:28nm FD-SOI ePCM支持OTA无缝更新,18nm技术预计2025年量产[23][24] - 德州仪器:FRAM技术突出抗辐射特性,适用于恶劣环境应用[25] 新型存储技术发展趋势 - 嵌入式NVM市场预计2029年达26亿美元,2023-2029年晶圆产量CAGR达80%[26] - 技术路线呈现多元化:RRAM侧重成本效益,MRAM强调可靠性,PCM突出抗辐射能力[30] - 存储架构创新:12nm节点将实现MRAM+RRAM混合单元,3D eMRAM MCU集成100MB存储+200MHz CPU[31][32] - 制程协同效应:16nm FinFET+新型存储使MCU性能提升40%,功耗降低50%[32]
这些芯片,涨价
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
NVIDIA面临的挑战与应对策略 - NVIDIA因H20降规芯片禁销中国而认列55亿美元损失,首席执行官黄仁勋积极奔走美中两国,试图降低冲击并争取美国政府放宽AI禁令限制 [1] - 公司几乎全线产品调涨官方报价,并允许合作伙伴同步调升价格,如华硕RTX 5090高阶显示卡价格从新台币9万元涨至10万元,涨幅逾1成 [1] - 黄仁勋采取多项措施应对危机,包括宣布4年内与台积电、鸿海等合作在美国投入5000亿美元打造AI伺服器制造据点,Blackwell芯片已在台积电亚利桑那州厂生产 [2] NVIDIA的市场表现与财务数据 - 尽管面临挑战,中国以外AI芯片需求依旧强劲,云服务提供商持续扩大资本支出,预计月底财报表现将在财测范围内 [1] - 2025会计年度第4季营收达393.3亿美元,季增12%、年增78%,资料中心营收为356亿美元,季增16%、年增93%,整体毛利率为73% [4] - 展望2026会计年度第1季,预计营收约430亿美元,年增65%,毛利率预计可达70% [4] DRAM市场动态 - 三星电子突然提高DRAM价格,DDR4 DRAM平均增长率约20%,DDR5 DRAM约5%,这是近一年来首次涨价 [5] - DRAM价格在经历一年多下降趋势后出现上涨,主要由于需求增加和库存囤积需求突然增加,PC、手机和服务器制造商订单增加 [6] - 内存行业预计将出现罕见增长,不仅高带宽存储器(HBM)需求强劲,通用DRAM需求也明显复苏 [7] 半导体行业整体趋势 - 黄仁勋示警若美国AI芯片禁令扩大范围,将损害美国芯片业者并助力中国业者加速发展,提及华为在AI芯片研发表现优异 [2] - 超微(AMD)首席执行官苏姿丰表示中国是全球半导体和AI产业的庞大机会,建议在出口管制与AI利益间取得平衡 [2] - 半导体行业正在关注DRAM热潮是否会持续下去 [8]
一公司将买下数十万颗GPU
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 来源:本文 编译自 nytimes ,谢谢。 三位知情人士透露,特朗普政府正在考虑一项协议,该协议可能会向阿联酋人工智能公司 G42 运 送数十万块美国设计的人工智能芯片,美国政府过去曾因其与中国的关系而对其进行审查。 正在进行的谈判凸显了美国科技政策在特朗普总统本周访问波斯湾国家前夕的重大转变。谈判也加 剧了特朗普政府内部的紧张局势,一方面,科技和商业头脑的领导人希望在特朗普访问前达成协 议,另一方面,国家安全官员担心这些技术可能被阿联酋滥用。 知情人士表示,特朗普政府已接受与中东官员直接达成人工智能芯片交易,以加强美国在该地区的 关系。由于谈判仍在进行中,这些知情人士要求匿名。这一做法与拜登政府的做法截然不同。拜登 政府曾拒绝类似的人工智能芯片销售,担心这些芯片可能会让与中国关系密切的专制政府在未来几 年在开发最尖端人工智能模型方面超越美国。 在与 G42 和阿联酋官员的谈判中,白宫人工智能主管戴维·萨克斯 (David Sacks) 一直在努力达成 一项协议,允许这家阿联酋公司在有限的监管下使用芯片。一位知情人士表示,部分芯片将提供给 G42 与美国 OpenA ...
被英特尔诅咒了存储巨头
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
如果您希望可以时常见面,欢迎标星收藏哦~ 来源:本文 编译自 blocksandfiles ,谢谢。 目前有两家公司高度专注于 DRAM 和 NAND 的生产——美光科技和SK 海力士。两家公司都在企 业级 SSD 和高带宽内存领域展开激烈竞争,但都通过早期庞大的业务扩张,以复杂而间接的方 式,在两个市场中保持着各自的定位,期间既有失误,也有灵光乍现。 一个是英特尔的恩赐,另一个是被诅咒的。美光与英特尔结盟,推出了命运多舛的傲腾技术,最终 一蹶不振;而SK海力士则收购了陷入困境的英特尔SSD和NAND晶圆厂业务,并迅速进军高容量 SSD市场,该市场迅速腾飞,目前正蓬勃发展。SK海力士还阻止了西部数据与铠侠的合并,并早 早进军高带宽内存(HBM)业务,如今正借助英伟达的GPU内存优势一路飙升。 美光科技 美光科技于2005年通过与英特尔的合资企业进入闪存业务。2010年,该公司以12.7亿美元收购了 闪存芯片制造商Numonyx。随后,该公司于2013年收购了尔必达存储器(Elpida Memory),从而 拓展了其内存业务,获得了苹果iPhone和iPad的内存供应业务。此外,该公司还于2016年收购了 PC ...
技术+资本双轮驱动,匠岭科技引爆高端量测设备新引擎
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
融资动态 - 公司连续完成B轮与B+轮战略融资,B轮由石溪资本领投,合肥产投国正与俱成资本联合投资;B+轮由启明创投领投,元禾璞华、混沌投资等联合投资,老股东冯源资本多轮次追加投资 [1] - 新融资资金将主要用于新产品研发和规模化产能布局 [1] 技术突破与国产化替代 - 公司实现多款高端量检测设备的国产化替代,填补国内技术空白,尤其在关键薄膜量测(TFT系列)和光学关键尺寸量测(OM系列)领域 [3] - TFT系列采用高精度光学系统和光谱分析算法,解决金属互连层和栅极氧化层量测的国际性难题 [3] - OM系列采用多系统光谱通道和RCWA物理引擎,解决多变量三维结构量测的国产化痛点 [4] - 集成AI赋能技术,通过物理自监督自适应规模神经网络架构提升量测精度和良率管理能力 [4] 产品矩阵与市场应用 - 产品矩阵涵盖半导体前道、先进封装、化合物半导体等领域,包括TFT、OM、HIMA、VISUS等系列设备,完成十余种机型的产业化导入 [6] - 在先进封装领域,HIMA15机型满足直径20μm以上Bump 3D量测需求,HIMA10机型覆盖20μm以下需求,适用于HBM、Chiplet等应用 [8] - 在化合物半导体领域,ANDES系列高解析度检测机台通过龙头客户认证并实现量产级国产化突破 [8] 研发与产能布局 - 累计拥有数十项核心发明专利,2024年与国家集成电路创新中心成立联合工程中心,加强产学研合作 [10] - 二期生产基地已开工建设,预计2025年Q3投入使用 [12] - 近三年营收复合增长率超200%,年研发投入占比超50% [12] 市场表现与订单情况 - 累计交付数百套量检测设备,在手订单充足,多款新产品将陆续投入市场,业绩增长预期明确 [14] 公司背景 - 成立于2018年,致力于提供高端光学量测与检测设备,核心产品覆盖半导体前道、先进封装、化合物半导体等领域 [16] - 产品在多家头部半导体企业量产线中表现卓越,获得国内外客户认可 [16]
半导体大厂,更换CEO
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
高管变动 - Entegris宣布现任总裁兼首席执行官Bertrand Loy将于2025年8月18日退休,由现任董事会成员David Reeder接任[2] - Reeder将继续担任首席执行官职务,Loy将担任董事会执行主席至2026年第二季度末以确保平稳过渡[2] - Reeder拥有丰富的半导体行业经验,曾担任格芯首席财务官,并在德州仪器、博通等公司担任高级职务[4] 业绩表现 - 一季度调整后每股收益0.67美元,低于市场预期的0.68美元[7] - 季度营收7.732亿美元,同比增长0.3%,但低于分析师预测的7.916亿美元[7] - 不计资产剥离影响,调整后净销售额同比增长5%[7] - 二季度指引疲软,预计每股收益0.60-0.67美元,营收7.35-7.75亿美元,均低于市场预期[7] 业务发展 - CMP耗材和微污染控制解决方案需求保持强劲[7] - 新关税制度增加了行业不确定性,公司正与客户和供应商合作以减轻影响[7] - 长期看好新材料和更高纯度材料的需求增长,认为这将推动公司未来表现优于大盘[7] 公司评价 - 在Loy领导13年间,公司收入和市值分别增长近五倍和十倍以上[5] - 董事会高度评价Reeder的半导体专业知识和全球领导能力,认为他是理想继任者[6] - Loy表示对公司未来充满信心,认为团队是公司真正的竞争优势[5]
全球芯片TOP 10:英伟达称霸,ST和英飞凌落榜
半导体行业观察· 2025-05-13 09:12
全球芯片市场概况 - 2024年全球芯片市场价值达到6830亿美元,同比增长25% [1][4] - AI相关芯片(包括HBM DRAM)的强劲需求推动市场增长,弥补了汽车、消费和工业领域芯片销售额的下降 [1][5] - 内存领域同比增长74%,HBM在增长方面超过其他DRAM领域 [5] 公司排名变化 - 英伟达从2023年的第2位跃升至2024年的第1位,营收从491.61亿美元增长至1074.75亿美元,增幅118.6% [2] - 三星电子从第3位升至第2位,营收从443.74亿美元增至750.91亿美元,增幅69.2% [2] - 英特尔从第1位降至第3位,营收从511.97亿美元微降至505.09亿美元,降幅1.3% [2] - SK海力士从第6位升至第4位,营收从236.8亿美元增至472.48亿美元,增幅99.5% [2] - 英飞凌和意法半导体跌出前十,英飞凌营收从172.94亿美元降至158.17亿美元(降幅8.5%),意法半导体营收从172.86亿美元降至132.68亿美元(降幅23.2%) [2][3] 行业趋势分析 - 与AI和内存相关的公司(如三星、SK海力士、美光)排名显著上升,美光从第11位升至第7位,营收从166.42亿美元增至292.03亿美元,增幅75.5% [2][3][9] - 销售模拟和电源芯片的公司(如英飞凌、意法半导体、德州仪器)因受汽车、工业市场萎缩影响排名下滑 [3] - 工业半导体市场在2021-2022年高增长后,2024年出现两位数下降,需求下降叠加库存调整导致行业低迷 [8] - 汽车半导体市场在2020-2023年规模翻倍后,2024年首次萎缩,打破历史平均10%的年增长率 [8][9] 细分市场表现 - 数据处理领域(如GPU、HBM)表现强劲,推动整体市场增长 [5] - 内存市场供需平衡改善,平均售价和收入提升,前20名公司总收入增长32.9%至5534.4亿美元 [2][5] - 消费、工业、汽车领域收入下滑,凸显市场增长不均衡 [1][5]
一单收购成就的芯片巨头
半导体行业观察· 2025-05-12 09:03
亚马逊收购Annapurna Labs的战略意义 - 亚马逊2015年以约3.5亿美元收购以色列芯片设计初创公司Annapurna Labs,该交易被现任CEO安迪·贾西称为AWS发展史上最重要的时刻之一[1][2] - Annapurna设计的定制芯片现已成为AWS人工智能战略的核心基础,被分析师视为AWS的"秘密武器"[1] - 收购后68%的原初创团队成员仍留任,创始人将工作环境比作"计算机架构领域的迪士尼乐园"[9] Annapurna Labs的技术与市场定位 - 公司2011年由以色列芯片行业资深人士创立,专注基础设施产品(芯片/服务器)而非消费电子,瞄准云计算底层硬件需求[3] - 命名灵感源自尼泊尔安纳普尔纳峰,象征技术攀登的挑战性[3] - 核心优势在于快速迭代能力(重视周/天级进度)与硬件开发零容错要求[9] AWS的芯片战略与AI投入 - 2024年计划投入超1000亿美元资本支出,重点建设基于Annapurna芯片的AI基础设施[2] - 推出Trainium AI训练芯片和Graviton通用处理器,构建"芯片自助餐"模式以降低对英伟达依赖[10] - 正在开发搭载数十万Trainium芯片的"雷尼尔计划"超级计算机,交付AI公司Anthropic使用[10] AWS业务表现与转型 - AWS去年营收突破1000亿美元,贡献亚马逊超50%利润,规模超过部分美国大型企业[4] - 半导体布局始于2013年高管备忘录,目标是通过自研芯片优化供应链控制与成本结构[5][8] - 技术决策者詹姆斯·汉密尔顿推动芯片战略,认为基础设施创新具有根本性吸引力[8] 行业竞争格局 - 云计算巨头(微软/谷歌/亚马逊)均投入数万亿美元开展AI芯片"军备竞赛"[2] - 定制芯片成为云计算公司提供高效能计算服务的关键差异化因素[2][10]