文章核心观点 - Google TPUv7的推出标志着ASIC集群在异于传统GPGPU的架构上加速自研，带来了硬件价值的异构与重塑 [2] - TPUv7的架构演进有望加速AI算力硬件如PCB、液冷、电源等市场规模量价齐升 [2] - 展望2027年，AI PCB、液冷、电源芯片市场规模有望分别达到216.5亿美元、201.8亿美元和183.9亿美元 [2][4] 谷歌TPU架构演进 - 自2016年TPU v1发布以来，谷歌TPU经历了十年演进，从推理专用的脉动阵列发展至近万卡集群的训练芯片 [3] - TPU v4是架构分水岭，首次引入OCS光交换架构，支持构建4，096芯片集群，用光纤取代铜缆 [8] - TPU v5p重点解决“存储墙”，升级至HBM3，单芯片带宽达4.8 TB/s，算力459 TFLOPS [9] - TPU v6进一步优化稀疏计算，峰值算力较v5e提升4.7倍，适配万亿参数MoE模型 [9] - TPU v7采用双芯粒封装，单设备显存增至192GB，带宽突破7.4 TB/s，FP16/BF16峰值算力较v5p提升超2倍 [10] - 预计TPU v8将于2027年面世，包含TPU 8AX和TPU 8X两个版本，采用N3E/N3P工艺，HBM堆栈升级至12层 [11] TPUv7硬件架构与价值量拆解 - 机柜方案：基于OCP Open Rack v3规范，包含16个计算托盘和16个主机托盘，TPU与CPU分离设计 [12] - 电源架构：采用+/- 400V高压直流方案，三相416V/480V交流电直接进柜，无需传统PDU降压 [3][12] - 散热方案：采用100%液冷架构，大冷板覆盖4颗TPU及VRM [3] - 集群规模：最大支持144个机架互联，即9，216个TPU芯片集群 [3][12] - 单机柜价值量：TPU、PCB、液冷、电源、线缆价值量分别为54.4万、4万、7万、7.1万、0.4万美元，合计约73万美元 [4] PCB市场 - 技术升级：TPUv7采用双芯粒设计，对PCB层数、信号完整性和散热要求提升，预计采用36/38层或更高多层板，需满足7.4TB/s带宽及224Gbps传输速率 [19] - 面积与单价：单块PCB面积或超500mm*600mm，参考英伟达高多层板，预计单价达1.4万元人民币 [19] - 单机柜价值量：预计单机柜PCB价值量达约28万元人民币，对应单TPU的PCB价值量约4，495元人民币 [19] - 未来趋势：TPU v8有望引入M9 44层高多层板或高阶HDI，单TPU对应PCB价值量预计提升至少20%以上，达约750美元 [20] - 市场规模预测：2027年谷歌对AI PCB采购规模有望达36.86亿美元；整体AI PCB市场规模（含英伟达等）2025/2026/2027年有望达56.3亿/120.3亿/216.5亿美元，同比增长110%/114%/80% [4][38] 液冷市场 - 技术方案：TPUv7采用全栈液冷，芯片级覆盖定制冷板，机架级集成分配歧管，支持智能流量调控，温差控制精度较行业标准提升50% [25] - 价值量：参考NVL72 GB200方案，按同功耗比例测算，TPU v7机柜液冷价值量约7万美元；TPU v8机柜液冷价值量有望提升20%达8.5万美元 [39] - 市场规模预测：20252027年Google液冷市场规模有望达2.1亿/20.5亿/60.6亿美元；整体AI液冷总市场规模2025/2026/2027年有望达33.9亿/101.9亿/201.8亿美元 [39][40] 服务器电源市场 - 架构变化：TPUv7采用±400V高压直流分布式架构，机架级交流转直流后，板级通过总线转换器降压，芯片级采用垂直供电技术 [32] - 价值量测算：以NVIDIA NVL72 GB300电源系统单位价值量0.54美元/W为基准进行测算 [41] - 市场规模预测：20252027年Google电源芯片市场规模分别为4.7亿/14.15亿/31亿美元；整体芯片口径电源总市场规模2025/2026/2027年有望达54.4亿/98.3亿/183.9亿美元 [41] 先进封装 - 当前工艺：TPU v7采用CoWoS-S封装技术，集成双逻辑计算芯粒与8颗HBM3e [33] - 未来规划：出于供应能力与成本考量，谷歌计划于2027年的TPU v9芯片中导入英特尔EMIB先进封装试用 [33] - EMIB优势：成本与良率更优，支持超大封装尺寸，热膨胀系数匹配更佳 [36]