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AI芯片路线图：3张图表和7大影响

文摘 2024-07-10 16:59 上海

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Bernstein认为，随着AI芯片加速迭代，英伟达相较于其他厂商的领先优势将进一步扩大，台积电的先进封装优势料将延续，ASIC芯片市场有望扩张。

硬·AI

作者 | 李笑寅

编辑 | 硬 AI

隔夜美股市场，半导体巨头台积电盘中市值站上1万亿美元，台股股价也在周一创下历史新高，显示市场对高端芯片尤其是AI芯片的需求依然旺盛。

7月8日，投行Bernstein分析师Mark Li、Stacy A. Rasgon等人发布研报，总结了到2027年的AI芯片技术变革路线图，并就设计架构、晶圆节点、HBM和高级封装这四个领域进行了分析，并讨论了其可能带来的影响。

01

AI芯片加速迭代

英伟达或成最大赢家

Bernstein认为，AI芯片将加速发展，尤其是英伟达已经将迭代速度加快到“一年一更”。

技术路线图一显示，英伟达从Blackwell到Rubin的飞跃性变化，包括架构、节点、HBM和封装在大约1年内全部改变——节点从N4到N3，HBM从3E到4，封装尺寸从更小（单个CoWoS晶圆容纳16个B100/B200）到更大（单个CoWoS晶圆上容纳高个位数到10个Rubin）。

此外，英伟达HBM从8hi/192GB升级到12hi/288GB的更新将在6个月内完成。

相比之下，AMD的步伐要稍慢一些：MI325X约比MI300X晚一年推出，并且只会升级内存；到2025年，MI350X将主要升级到N3节点，但内存和容量保持不变，仍为HBM3E 288GB。

报告指出，这将带来第一个影响：随着AI芯片加速迭代，英伟达相较于其他厂商的领先优势将进一步扩大。

第二个影响是，CPU与GPU整合、内存和逻辑整合的趋势。比如英伟达就在其GB200中集成了CPU和GPU，帮助其基于Arm的CPU利用GPU领域的领先优势。

技术路线图三显示，为了进一步推动数据传输的发展，HBM4可能会开始提供基础芯片基础上的客户定制服务，由于其基础裸片（逻辑裸片）定制化需要更长的生产周期，因此在HBM内部进行逻辑和存储的整合或许会成为一大趋势。

02

台积电的先进封装优势料将延续

报告指出，台积电的技术优势仍将延续下去，从CoWoS-S发展到CoWoS-L。

据悉，CoWoS-S整个中间件都使用硅，而CoWoS-L仅在密集金属线穿过的区域使用硅作为“桥梁”，其余部分则用模塑化合物代替。

报告预计，未来几乎所有的AI芯片都将使用台积电的CoWoS进行封装，预计客户下一步将拓展至微软（部分通过Marvell）和Meta（通过博通）。这也将带来第三大影响：随着技术的不断进步和客户群的不断扩大，台积电在先进封装领域的领先地位即使不会扩大，也会保持下去。

第四，希望三星能及时跟上HBM3E的步伐。目前，三星尚未宣布其HBM3E的认证，特别是获得英伟达的认证。

报告认为，尽管三星在HBM3E的起步较晚，但HBM3E的窗口期仍将为三星提供追赶的机会。英伟达在2025年的几乎所有芯片以及2026年其他厂商的芯片，很可能仍将使用HBM3E。

03

键合技术需求前景乐观

AISC市场扩张

随着节点过渡的持续，报告预计，AI将使N2成为一个“超级节点”，但这低估了产量和成本负担——随着水平扩大，先进封装奖变得越来越困难——这使得键合技术、尤其是混合键合技术，在垂直堆叠领域中变得至关重要。

Bernstein对键合技术的长期前景持结构性乐观态度。报告认为第五点影响即为：AI芯片和其他相关应用（晶圆到晶圆、芯片到晶圆或芯片到芯片）将带来更大的键合技术市场，

第六，面板级封装 (PLP) 比晶圆级封装更能横向扩展封装，因前者能保证更好的水平可扩展性，但这一变革需努力，所需时间可能要比预期的久。

报告认为，三星拥有晶圆和面板，并正试图通过PLP创造领先优势，在这方面应该比英特尔和台积电更有优势。

最后，对于ASIC芯片提供商而言，AI芯片的激增将吸引新的进入者，同时也将极大地拓展市场。

报告表示，受市场增长的吸引，许多公司正在进入ASIC（高性能专用集成电路）芯片领域，因其硬件规格更为简单，同时在工作效率和成本上也具有优势，被视作GPU可行的替代品，包括亚马逊、微软、Meta在内的科技巨头都在开发ASIC芯片。

不过，由于ASIC芯片的受众大多是互联网公司或过去没有太多经验的公司，他们需要ASIC服务供应商帮助开发定制芯片。

报告指出，目前博通在这一领域明显处于领先地位，其收入高达数十亿美元，客户包括谷歌、Meta等，此外，因在SerDes IP和先进节点封装方面技术能力较强，联发科也具备一定竞争力。

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