AI風行 晶片大廠搶地盤

【文／李純君】

AI PC/NB將帶來記憶體、高速傳輸晶片、電源管理晶片、觸控晶片、麥克風晶片等周邊晶片的升級，不少台系晶片設計業者獲益良多。

ChatGPT風行，AI在2023年成為市場最夯的科技話題與趨勢，而Nvidia創辦人黃仁勳的黑皮衣旋風更是席捲全台，Nvidia與黃仁勳，瞬間都變身成為AI晶片的代言人，但實際上，AI的戰火已經悄悄從雲端打到邊緣，邊緣運算正如火如荼竄起，而隱形的AI商機「ASIC趨勢」，大餅更是誘人。

首先就來先定義什麼是AI（人工智慧）。人工智慧，最簡單也最粗淺的講法，就是讓電腦和機器更有腦子，可以辨別、推論、學習、分析以及採取行動，尤其透過大數據資料可以精密計算，替問題找出解答。

截至2023年底，較為成功的AI都集中在雲端，因為龐大的數據運算粒子，暫時必須在雲端才能運算，也因此，目前的AI主戰場，還是在雲端伺服器上，並形成Nvidia、Intel、AMD三強爭霸的局面，然Nvidia至今明顯占據優勢、獨強，但實際上三者訴求市場並不完全相同。

三巨頭盤據雲端主戰場

目前在伺服器端俗稱與認定的AI晶片，主體在CPU，並搭配能加速AI運算的GPU或加速器，主要還是Nvidia和AMD的主戰場。

首先在Nvidia部分，就是H100，黃仁勳曾公開揭露，GPU為AI帶來革命，H100是封裝了800億個電晶體的巨大晶片，且僅一顆H100就可以維持每秒40TB的IO頻寬，20個H100甚至可以維持全世界網路的流量，此晶片更可推動極大規模的AI語言模型、深度學習系統、數位生物學和數位孿生領域的發展。

H100是採台積電四奈米代工製程產出，並由台積電透過CoWoS封裝完成，但目前供不應求，主要卡在台積電CoWoS封裝產能不足上，而簡單來說，Nvidia在AI的大成功，受益者除Nvidia本身外，就是台積電。

這個AI布建的浪潮也蔓延到中國大陸，陸系業者亦積極搶買Nvidia的AI晶片，然美中貿易戰火持續激烈，美國多道禁令阻止Nvidia將AI晶片銷往大陸，只是上有政策、下有對策，美國針對Nvidia的每一款AI晶片進行逐一審查，而Nvidia則是將不能銷售的晶片改以降階改版來應對，以維持在中國市場的營收表現。至於H100的下一代H200，則預計2024年中推出。

至於同為GPU大廠的AMD，在AI領域也不甘示弱積極還擊，宣布推出MI300，2023年第四季量產，這款AI晶片更具模組化概念，是在單一介面上，包括由台積電五奈米代工的GPU，加上台積電代工的六奈米CPU，再加上HBM組合而成，而其封裝方式則更結合了CoWoS跟Chiplet，因此完成後的封裝尺寸明顯大過Nvidia的同款產品。

事實上，AMD的MI300和Nvidia的H100是相對應的晶片，也是現今市場上最主流的兩款AI晶片。除了Nvidia黃仁勳對AI極度看好外，AMD執行長蘇姿丰也公開表示，針對數據中心而設的AI晶片，市場發展潛力巨大，2023年的規模為450億美元，未來四年可達到4000億美元。她也直言，MI300已經獲得多家大型客戶承諾採用，預計推出的第一個季度可替公司帶入四億美元的營收，2024年賺進20億美元營收。

上述不論AMD的MI300和Nvidia的H100，強項在訓練，因為GPU的training較有效率，至於英特爾的Gaudi強項是推論。

英特爾的Habana Gaudi2，其實在2023年第一季就量產上市，採台積電七奈米製程產出，英特爾更曾公開揭露，Gaudi2獲得百度智慧雲、浪潮資訊、美團、紫光新華三等中國大陸業者採用。而下一代的Gaudi3，則會由台積電五奈米製程代工，規劃量產時間是2024年第一季。

世芯與創意崛起的關鍵

在AI的大勢所趨下，運算力大增，但CPU單核運算速度的成長，比電晶體密度增加速度慢太多，而且能耗速度增加太快了，所以必須往多核發展，上述趨勢造就了半導體產業現下晶片設計必須朝向GPU+CPU混合架構發展，這是ASIC趨勢之所以如此強勁的原因。

而客製化晶片架構，就是一個相同能耗條件下，可以大幅度提高算力的方式，這也就是世芯-KY和創意兩家ASIC服務業者，快速崛起且後市看好的主因。另外，Chiplet也是因應上述提升算力與降低功耗的另外一個發展趨勢，和傳統SoC相比，Chiplet會讓製造良率大幅提升。

簡單來說，高度客製化的GPU和ASIC晶片趨勢會持續下去，也會是主導後續半導體發展的主軸之一，目前需要相關服務的，主要以雲端系統服務廠商（CSP）為主，包括亞馬遜、臉書、谷歌、微軟，而相對應的ASIC設計業者，就是替雲端服務業者設計AI晶片的，則有美系的Broadcom、Marvell，以及台資廠的世芯-KY、創意，與在這領域鴨子划水許久但剛崛起的聯發科。

目前法人圈估算，2024年世芯-KY成長動能強勁，營收年增率將達到五成，主要取自亞馬遜的Tranium 1和Inferentia 2與3，分別會在台積電以七奈米與三奈米投片並量產，另外英特爾在AI雲端伺服器的Gaudi2，雖然已經在2023年由台積電七奈米代工，但仍有不少產能目前卡在後段CoWoS，待CoWoS放量後會增加出貨量，此外新一代的Gaudi3也會在2024年由台積電五奈米產出。

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