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专用集成电路(ASIC)的崛起:定制芯片渐成关键趋势-The Rise of ASIC_ Custom Chips Becoming a Key Trend
2025-08-27 23:20
**行业与公司** * 行业聚焦于AI芯片与ASIC(专用集成电路)领域,涉及半导体制造、先进封装及云计算基础设施 [1][3][31] * 核心公司包括Nvidia、Broadcom、Marvell、Alchip、TSMC、Google、OpenAI、AWS、华为、SMIC等,涵盖芯片设计、制造、封装及终端应用全产业链 [1][32][48][71][76] **核心观点与论据** * **AI芯片定制化趋势**:Nvidia通过逐年推出新平台(2022年Hopper、2024年Blackwell、2026年Rubin、2027年Rubin Ultra)推动AI芯片复杂度和价格上升,促使科技巨头开发自研ASIC以提升效率、控制成本和减少依赖 [5][9][27][31][32] * **先进制程竞争**:TSMC主导先进制程,当前最先进节点为3nm,下一代2nm因结构差异导致制造更复杂昂贵;其A16工艺采用GAA晶体管和Super Power Rail技术,需将电源域从正面移至背面,设计挑战大 [10][11][37][38][41] * **封装技术演进**:Broadcom与TSMC合作开发3.5D XDSiP封装,采用芯粒架构和面对面键合技术;Marvell和Alchip均开发了集成光学引擎的先进封装方案,支持高速互连和能效优化 [48][50][61][64][65] * **全球玩家地域分布**:美国以Broadcom、Marvell为主导;中国台湾有Alchip、GUC、MediaTek;日本有Socionext;欧盟有ARM;中国则重点发展华为昇腾系列,SMIC积极建设5nm工艺以支持国产AI芯片 [71][75][76][77][78] * **成本与研发投入**:Nvidia最新AI GPU研发投资达100亿美元,单芯片成本3万至4万美元;运行ChatGPT等大模型每次查询成本约0.04美元,高成本促使企业权衡自研芯片的投入回报 [81][82] **其他重要内容** * **日本半导体复兴**:Rapidus在北海道建设2nm晶圆厂,EUV设备安装顺利,Broadcom已参与试产,反映日本通过AI浪潮重振半导体产业的野心 [53][54] * **中国技术自主**:华为昇腾910系列性能与主流AI芯片(如Nvidia H100、AMD MI300X)竞争,SMIC发展5nm工艺以确保国产AI芯片供应,减少对外依赖 [76][77][78] * **光通信与集成**:Google采用OCS(光电路开关)技术提升AI网络效率;硅光集成成为未来AI芯片设计关键,影响功耗和架构 [36][90] * **制程评估指标**:PPA(性能、功耗、面积)是节点关键指标,2nm相比3nm在速度和能效上有显著提升,推动TSMC亚利桑那厂导入2nm以保持竞争力 [44][46][47] * **开源生态影响**:DeepSeek开源模型降低训练成本,可能激励更多企业开发ASIC芯片,其移动端集成数千万日活用户提供大量训练数据 [85][87][88] **数据与单位引用** * Nvidia AI GPU研发投资:100亿美元 [81] * 单芯片成本:30,000–40,000美元 [81] * ChatGPT查询成本:0.04美元/次 [81] * Google自定义AI芯片在ASIC云服务器市场份额:超过70% [32] * AWS Graviton系列2024年全球新CPU算力占比:超过50% [32]