文章核心观点 - 微芯片时代正接近终结,由晶圆级集成技术驱动的后微芯片时代即将到来,这将彻底改变人工智能计算和数据中心的形态 [1][6][7] 微芯片时代的现状与代表 - 英伟达是微芯片时代的典范,其市值约为5万亿美元,是全球最有价值的公司 [2] - 英伟达最新的芯片包含高达2080亿个晶体管,售价约为3万美元 [2] - 现代数据中心通过连接成千上万甚至数百万颗芯片构成"超大规模"计算机,例如孟菲斯的Colossus 2数据中心集成了约一百万颗英伟达芯片 [2] 芯片产业的战略地位与政策影响 - 美国政府将芯片视为至关重要的战略产业,2022年《芯片法案》授权拨款超过2000亿美元支持美国本土芯片制造 [3] - 美国对中国的限制政策(如2019年对华为的禁令)导致2021年至2024年间美国公司对华为的销售额减少了330亿美元,但华为的全球市场份额却有所扩大 [4] - 自2020年前后保护主义政策出台以来,中国半导体资本设备产量每年增长30%至40%,而美国同期年增长率约为10% [3] 微芯片技术的物理限制与挑战 - 极紫外光刻(EUV)机器是芯片制造的关键设备,由ASML制造的最新版本售价约为3.8亿美元,目前已售出约44台 [4] - 光罩尺寸存在物理极限(约800平方毫米或1.25平方英寸),光速定律限制了更大的芯片设计 [5] - 为突破限制,行业转向更小、更密集的芯片和"芯片组",但这导致了芯片间通信开销增大,需要更复杂的封装和更多连接 [5] 下一代技术:晶圆级集成 - 晶圆级集成是后微芯片时代的技术方向,旨在彻底绕过传统芯片 [6] - Cerebras公司的WSE-3晶圆级引擎拥有约4万亿个晶体管,是英伟达Blackwell芯片的14倍,内存带宽是其7000倍 [6] - Cerebras通过将内存直接刻录在晶圆上并堆叠16层,实现了将数据中心集成到拥有64万亿个晶体管的小盒子里的愿景 [6] - Multibeam公司开发的多列电子束光刻设备使制造商能够突破光罩尺寸限制,已展示刻蚀8英寸晶圆的能力 [6] 行业未来展望 - 后微芯片时代的数据中心将集成在晶圆级处理器的盒子中 [7]
微芯片的时代,即将结束