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英伟达们正在被抛弃！科技公司转向自研芯片，半导体行业如何破局？

百家作者：大数据文摘 2021-01-02 14:37:46

大数据文摘出品

来源：WSJ

编译：张大笔茹

长期以来，芯片制造业一直由大型制造商和设计公司统治，如英特尔、AMD和英伟达。

但现在，这个局面似乎要被打破了。

亚马逊、微软和谷歌都正在竞相通过提高性能和降低成本，来打破行业力量平衡并敦促传统芯片制造商通过为主要客户构建更专业的芯片。

尤其是在疫情的影响下，云计算逐渐兴起，各大公司开始广泛使用远程服务器通过数字工具来办公。在远程办公期间，亚马逊，微软，谷歌和其他公司在云服务方面的业务增长迅速。

商业客户对分析并理解其通过产品和客户端收集到的数据越来越多的需求，刺激了人工智能工具的发展。

本月，亚马逊推出了一种有望加快人工智能的算法从数据中学习速度的新芯片。公司也已经为其云计算部门（Amazon Web Services）设计了其他处理器，其中包括称为中央处理单元的计算机的大脑。

谷歌是科技巨头中的先驱者，自2016年发布了AI处理器以来，多次对其硬件进行了更新。软件巨头微软（在亚马逊之后的云计算中排名第二）也投资了芯片设计，包括用于处理AI的可编程芯片和另一种增强安全性的芯片。据知情人士透露，它现在还在中央处理器上工作。彭博新闻此前也曾报道过微软在CPU方面的努力。

摩尔定律放缓，自研处理器是自然选择

科技巨头行动的动力是半导体行业运作方式的变化以及人们日益意识到摩尔定律正在失去相关性。这导致公司寻找新的方法来提高性能而并非总是以速度来衡量质量，有时以降低功耗或发热量为目标。

一直在研发专业芯片的谷歌云部门副总裁兼工程研究员Partha Ranganathan表示：“摩尔定律已经存在了55年，这是它第一次出现实质性的放慢。”

云计算巨头的庞大规模为传统芯片生产商带来了挑战。过去，半导体制造商为通用应用设计其高性能半导体，将适应并充分利用芯片的工作留给客户。现在，最大的客户已经有财力推动更优化的设计。

“尽管英特尔在1990年代比其所有客户都要大一个数量级，但现在客户的规模已经超过了供应商。因此，他们有更多的资本和更多的专业知识来内部组装零件。”纽约资金管理公司ARK Investment Management的分析师James Wang表示。

按市值计算，英伟达现在是美国最大的芯片制造商，市值达到3300亿美元，英特尔的市值为2070亿美元。云计算巨头亚马逊，微软和谷歌母公司的市值分别达到了1万亿美元。

定制芯片制造商的兴起使得定制服务在一定程度上成为可能，他们负责制造由其他公司设计的半导体。这种服务为技术巨头节省了数十亿美元成本建造自己的芯片工厂的成本。尤其是台积电（TSM），已跃居芯片生产技术的最前沿。

这些变化使芯片设计公司Arm受益，其出售在支付许可费后任何人都可以使用的电路设计。苹果是Arm的主要客户，所有自己制造芯片的大型科技公司也是如此。

据估计，亚马逊，谷歌和微软各自在全球范围内的数据中心网络中运营数百万台服务器供自己使用，并将其出租给数百万云计算客户。当扩展到这些庞大的技术帝国时，即使是性能的小幅提高以及电源和冷却芯片成本的微小降低，也值得去做。

最近，Facebook也在探索自己芯片上的工作方式。

AWS副总裁David Brown表示，考虑到大数据中心运营商不需要的旧版软件和英特尔芯片的其他标准功能的兼容性，可以实现性能提升，因此亚马逊自己制造处理器是显而易见的选择。

“我们能够构建针对云优化的芯片，因此能够删除很多不需要的东西。” 大约五年前，亚马逊收购了一家以色列公司安纳布尔纳实验室（Annapurna Labs），其在很大程度上促进了亚马逊在芯片制造方面的努力。

定制芯片逐渐成为新市场

定制芯片也在消费产品中获得青睐。

从英特尔购买15年芯片后，苹果今年开始在Mac中使用自己的处理器；谷歌也已将其AI芯片整合到其Pixel智能手机中。

芯片行业分析师Linley Gwennap表示，到目前为止，传统芯片制造商失去的业务很少。所有基于Arm的定制中央处理器的市场份额均不到1％。谷歌的AI芯片是迄今为止技术公司设计的最大数量的处理器，至少占所有AI芯片的10％。英特尔仍然提供进入数据中心的绝大多数CPU。

在争夺云计算和AI芯片至高无上的竞争中，企业们也没有闲着。英伟达今年收购Arm，这将是芯片行业最大的一笔收购。负责英伟达数据中心业务的Ian Buck表示，该公司正在与最大的客户紧密合作，以优化其芯片在硬件设置中的性能。

英特尔表示，出售给大型数据中心运营商的服务器中央处理器中约有60％是根据客户需求量身定制的，通常是通过关闭他们不需要的芯片功能来实现的。

英特尔已经投资了自己的AI处理器和其他专用硬件，包括去年以约20亿美元的价格收购了位于以色列的Habana Labs。AWS最近同意将Habana的AI培训芯片放入其数据中心，因为亚马逊正在开发其竞争对手的芯片，该芯片认为明年上市时性能会更好。

英特尔数据平台集团首席战略官Remi El-Ouazzane表示，Habana Labs在AWS上的芯片可能会挑战英伟达，后者长期以来一直是AI培训市场的主导者，他表示到2024年其价值将超过250亿美元。

英特尔的新机遇，这是一个很大的市场！