AI大模型技术发展如 火如荼,ChatGPT 横空出世,DeepSeek惊鸿一击,不断引爆算力需求,全球对算力的关注度始终保持在高位,NVIDIA 更是成为全球第一个市值突破4 万亿美金的上市公司。先进制程是AI 算力的基础,因此也成了海外算力和国产算力供给端的焦点,市场上多次出现关于通过计算先进制程产能分配预测AI GPU 量级的文章,海外半导体产业研究机构如SemiAnalysis 等,多次发表文章探讨台积电产能如何影响NVIDIA 旗舰芯片产量以及中芯国际产能分配如何左右国产AI GPU放量。但我们认为,AI GPU 的火爆需求,并不是先进制程未来的主要增长方向!
我们认为:智驾和具身智能,对先进制程未来的需求将远超AI GPU。本文通过对比智驾SoC、机器人大脑SoC、AI GPU,从芯片Die size、架构、终端数量等方面展开分析,提出三个观点:
观点一:以晶圆产能为视角,智驾Die size 近GPU,但终端量数倍之。本文通过分析NVIDIA 收入和利润率结构,发现晶圆制造在AI GPU 价值占比仅2.25%,换言之AI GPU 需求传导至晶圆厂作用力较弱,因此AI GPU 并非先进制程(仅先进制程晶圆代工,不包括先进封装)需求的增量场景。本文对比了主流智驾SoC 与主流AIGPU 的Die size,发现智驾Die size 在400-600mm2 而AI GPU 在600-800mm2,二者较接近。且智驾与AI GPU 在芯片结构上同宗同源,有较大相关性,而智驾场景面向全球汽车市场,其每年车终端销量达9000 万辆量级,远超当前全球AI GPU 年销量(约500 万颗)以及远期预期量(远期年销预期约1500 万颗),在二者Die size 差异不大时,智驾SoC 所需要的先进制程晶圆产能将远超AI GPU。在本文正文的假设条件下,我们得出,在远期全球智驾需要消耗每月13.62 万片的先进制程产能,而AIGPU 仅需要消耗每月3.97 万片的先进制程产能。
观点二:以应用场景为视角,智驾芯片即为机器人大脑芯片。我们认为,智驾车是四个轮子的“机器人”,而具身智能则是有足无轮的“车”,车+机器人=汽车人。智驾与机器人大脑,在思维和场景具有较大相似性,本文通过分析Tesla、小鹏汽车在智驾和机器人芯片的使用情况,以及Nvidia 在智驾和机器人领域的芯片应用情况,证明智驾SoC 与机器人大脑SoC 相同。因此,在分析先进制程需求时,可以将智驾和机器人共同作为需求场景。
观点三:智驾与具身智能起量,颠覆先进制程下游结构。我们引用了Tesla 马斯克对于机器人远期量的愿景,即达百亿量级,因此我们假设全球在远期可实现年产10 亿台机器人。智驾与机器人大脑SoC 的Die size 较大(400-600mm2),远超手机SoC(约100mm2),而智驾的终端数量将远超AI GPU,机器人的终端数量也可能达到手机终端量级(10 亿+),较大的Die size 与庞大的终端数量,最终会导致晶圆厂下游客户结构的颠覆性变化。智驾与机器人大脑SoC 终将超越手机SoC 且远超手机SoC对产能的消耗,成为晶圆厂最主要的下游应用。
智驾和具身智能起量,将大幅提升对先进制程晶圆产能消耗。在一定的假设条件下进行测算,我们得出,全球智驾对先进制程的产能需求为13.6 万片/月,全球具身智能大脑对先进制程的产能需求为151.36 万片/月,二者合计约165 万片/月。台积电(截止2024 年底)16nm 及以下产能为50.79 万片/月,中国大陆(集微网)14nm 及以下产能为4.47 万片/月。因此,智驾和具身智能全球远期总产能需求,大约相当于当下台积电先进制程产能的3.25 倍,同时大约相当于中国大陆先进制程产能的37倍。
摩尔尽,晶圆增。摩尔定律放缓,单个芯片算力将最终达到天花板,而智驾和具身智能的放量,将全部转化为对先进制程产能的需求。展望未来,先进制程晶圆厂由于在技术上和投入资本上有极高的门槛,长期看,难以有新进入者挑战现有玩家地位,在智驾和具身智能的成长瀚海中,将成为确定性最高的环节。
风险提示:半导体制造技术变革、智驾与机器人发展或不达预期、国际形势变化
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(责任编辑:张晓波 )
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