高性能GPU的設(shè)計離不開強(qiáng)大的制造支撐,近年來,中國(大陸)的半導(dǎo)體制造能力雖然仍與國際*水平存在一定差距,但在關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點上已取得顯著突破。
中芯國際和華虹集團(tuán)是中國大陸*的芯片代工企業(yè),它們的技術(shù)進(jìn)展為國產(chǎn)GPU的制造提供了重要保障。中芯國際的14nm工藝已進(jìn)入量產(chǎn)階段,且正在快速推進(jìn)N+1(接近7nm)工藝的研發(fā)。華虹集團(tuán)則在特色工藝上表現(xiàn)突出,其28nm制程具備高可靠性和高良率,特別適合于國產(chǎn)GPU這類對性能和穩(wěn)定性要求較高的產(chǎn)品。
相比之下,國際*代工廠如臺積電、三星等已實現(xiàn)5nm、3nm量產(chǎn),這些制程更多用于智能手機(jī)SoC和高端CPU。但在GPU領(lǐng)域,先進(jìn)制程的重要性有所降低。
GPU與手機(jī)芯片制造,截然不同的需求曲線。
GPU芯片的制造需求與手機(jī)芯片有顯著不同,智能手機(jī)芯片強(qiáng)調(diào)小型化和功耗控制,需要先進(jìn)的制程工藝,如5nm甚至3nm,以實現(xiàn)高集成度和低能耗。GPU主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和云計算服務(wù)器中,計算性能和并行處理能力是關(guān)鍵,這使得GPU在功耗和尺寸上的要求相對寬松。14nm和7nm制程,完全能夠滿足主流GPU的性能需求。
這種需求差異意味著GPU的制造“門檻”低于手機(jī)芯片,例如,英偉達(dá)的上一代A100GPU采用的是7nm工藝,其性能已經(jīng)可以滿足大部分AI模型的訓(xùn)練需求,而國產(chǎn)廠商的旗艦GPU產(chǎn)品在14nm制程下也能達(dá)到“可用”水平。對比之下,制造GPU芯片對工藝的要求更可控,進(jìn)一步降低了生產(chǎn)門檻。
產(chǎn)能需求,小規(guī)模生產(chǎn)的制造潛力。
相比智能手機(jī)芯片動輒上億片的年需求量,GPU市場對產(chǎn)能的需求顯得更加“友好”。以全球GPU市場為例,2023年英偉達(dá)的AI訓(xùn)練GPU出貨量約為200萬片,而整個高性能GPU市場的規(guī)模也不過千萬片級別。