AI半導体を制するのは誰か？

人工智能半导体的霸主到底是谁?

NVIDIAが自社のイベント「GTC 2024」で新製品を発表した。報道各社が「生成AIでリードを続けるNVIDIAが新型半導体を発表」といった見出しで大きく取り上げた。昼間のテレビのニュースでもCEOのJensen Huangが巨大チップを見せる画像が映し出された。昨年来のAIブームによる半導体各社の株価上昇がけん引する日米の株式事情のニュースとともに、NVIDIAブランドは一般人にもすっかり定着した印象を持つ。

英伟达在自己的活动“GTC 2024”上发布了新产品。各媒体以“在人工智能领域持续领先的英伟达发布新型半导体”为标题进行了大篇幅报道。白天的电视新闻也播放了首席执行官老黄展示巨大芯片的画面。随着去年以来的人工智能热潮，半导体公司的股价上涨所带动的日美股票上涨的情况，导致NVIDIA品牌在普通人心中也有了根深蒂固的印象。

■AI半導体市場を独走するNVIDIA
昨年のNVIDIAの大躍進を支えた「H100(通称:Hopper)」の後継機種である発表された新製品は、「B200(通称:Blackwell)」となずけられた。
最近のNVIDIAのイベントに関する報道によると、2つのGPUチップを中央に据えて、その周辺をHBM(広帯域メモリー)が囲む形で実装されているという。前製品のH100と比較するとかなり巨大に見えるチップである。私は、この40年の長きにわたってCPUの新製品のチップ写真を眺めてきたが、そうした新製品のチップ写真を見るたびにそれにかかわった設計・製造エンジニア達の新製品に懸ける熱い思いを感じる。H100は発表以来、需要の急増で単価が高騰する状態を続け、その恩恵を受けたNVIDIAは前年対比総売り上げが2倍という驚異的な成長を遂げた。自社イベントで新製品であるB200を発表したCEOのHuang氏は、供給増による品薄緩和を訴えるが、急拡大を続ける生成AI市場の旺盛な需要増は勢いを落とす気配はなく、CUDAのソフトウェア環境で、ユーザーをがっちりと抑えているNVIDIAの独走はしばらく続くものとみられる。恒常的な供給不足に伴う単価高騰は新製品でも続くだろう。

■英伟达在人工智能半导体市场独领风骚
作为NVIDIA去年大跃进的“H100(又称:Hopper)”的后继型号，新产品被命名为“B200(又称:Blackwell)”。
根据最近关于NVIDIA活动的报道，其拥有2个GPU芯片放在中央，周边以HBM(宽带内存)包围的形式封装。与之前的产品H100相比，该芯片看起来相当巨大。我观察了近40年来CPU新产品的芯片照片，每次看到这些新产品的照片，都能感受到与之相关的设计和制造工程师们对新产品的热情。H100自发布以来，由于需求剧增，单价持续高涨，而受益于此的NVIDIA的总销售额与去年相比实现了2倍的惊人增长。在本公司的活动上发布了新产品B200的老黄，还说要通过增加供给来缓解缺货，但是快速扩大的人工智能生成市场的旺盛需求并没有减弱的势头，CUDA的软件生态死死地拿捏着用户，NVIDIA的独霸的局面还会再持续一段时间的。随着供应的持续不足，新产品的单价应该也会持续高涨吧。

■まだ始まったばかりのAI半導体市場
昨年はNVIDIAの独走に呼応するように、AMDを始めとする多くの競合が一気に市場参入した年でもあった。生成AIに限らず、HPC・シミュレーション市場なども含めて、AI活用の場が飛躍的に拡大していて、競合が充分に共存できる級数的な市場拡大がこの背景にある。半導体ブランドではかねてよりGPU市場で競合してきたAMDが現在では頭1つ抜け出している印象だが、かつてAMDに在籍したJim Keller率いるTenstorrentや、ウェハスケールの異色の超大型チップ製品でHPC市場に参入するCerebrasなど、各社が個性豊かなアーキテクチャーで新製品を投入し、市場は大いに盛り上がっている。報道によるとCerebrasの最新製品が集積するトランジスタの数は4兆個だというから、驚きである。

■刚刚起步的人工智能半导体市场
去年，似乎是呼应英伟达的独领风骚，然后以AMD为首的众多竞争对手一口气进入市场的一年。不仅是生成人工智能，包括HPC、模拟市场等，人工智能的活用空间正在飞跃性地扩大，市场规模呈指数级扩大，竞争对手可以充分共存。半导体品牌方面，一直以来在GPU市场与英伟达展开竞争的AMD，现在给人的印象好像是略胜一筹，但现在还有新入局的选手：曾经在AMD工作过的Jim Keller领导的Tenstorrent、以晶圆规模的特色超大型芯片产品进军HPC市场的Cerebras等，各公司以个性丰富的架构投入新产品，市场竞争气氛热烈。据报道，Cerebras的最新产品集成的晶体管数量为4万亿，令人惊讶。

単価高騰、品薄、買占め、などの言葉が行きかうAI半導体市場でのNVIDIA一強の状況が続く今日では、MicrosoftやGoogleなどのハイパースケーラー各社による自社チップ開発にも充分な理由がある。これまでAI分野では沈黙してきたAppleも、早くもコモディティー化が進む自動運転市場への参入を一旦諦め、それに関わっていたエンジニア部隊を、AI市場への本格参入に振り向けるという。独自開発のMシリーズCPUなど、CPUの開発では大きな存在感を持つAppleが、強力なAIチップを独自開発しているであろうことは、充分に想像できる。もっぱらの関心はその進捗状況はどれほどで、本格参入がいつになるかである。
AI機能はサーバー側だけでなくエッジノードでも展開が始まり、その環境に適したより省電力で安価なAI半導体も今後多く出現することも予想される。

在单价高涨、缺货、抢购等词语不断出现的人工智能半导体市场上，英伟达一家独大的局面持续至今，这对于微软、谷歌等超规模的开发公司来说，也有充分的理由来开发自己的芯片。此前在人工智能领域一直保持沉默的苹果，也早早地放弃了进军无人驾驶市场，转而将该项目的工程师部队转移到人工智能市场上。苹果自主开发M系列CPU，在CPU开发领域有着举足轻重的地位，有理由推测，苹果一定也在自主开发强大的人工智能芯片。大家最关心的是进展情况如何，何时才能正式进入市场。
人工智能功能不仅在服务器端，在端侧也将开始推广，预计今后将出现更多适合该环境的更省电、更便宜的人工智能半导体。
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こういった状況を見ていると、Windows 3.0からWindows 95が発表されたくらいの1990年代のPC勃興期に、AMDやCyrixなどの互換CPUが続々と登場した時期に感じたワクワク感が思い出されるが、当時と現在のAI市場拡大と決定的に異なるのは、その巨大な市場規模とプラットフォームの多様化である。AI半導体時代はまさに始まったばかりだという印象を持つ。

看到这种勃勃生机万物竞发的情况，让我想起了20世纪90年代，从Windows 3.0到Windows 95那个PC兴起时期，AMD和Cyrix等兼容CPU陆续登场，至今还能回忆起当时那种兴奋感，与现在的人工智能市场扩大的决定性区别在于巨大的市场，即规模和平台的多样化。现在给人的印象更像是人工智能半导体时代才刚刚开始。

■供給を一手に請け負うTSMC
冒頭にご紹介したNVIDIAの年次イベントGTC 2024で、CEOのJensen Huangは2つのチップを手にしていた。H100とB200と思われるが、特に新製品のB200は巨大なチップである。もちろん複数のチップがタイル状に敷き詰められたパッケージ製品であるが、各々のチップはダイサイズとしてはかなり巨大である。私は業界に長くいすぎたせいで、こうした巨大チップを見ると、「直径300mmのウェハからどれだけとれるのだろう」とか「出だしの歩留りはかなり悪いだろうな」などと余計なことを考えてしまう。
チップの製造を考えると、どうしてもNVIDIAを製造で支えているファウンドリのTSMCの状況が気になる。最近、TechInsightsの調査による興味深い記事を目にした。ファウンドリを含むすべての半導体ブランドの総売り上げのランキング記事である。

■一手包办供应的台积电
在本文开头介绍的英伟达年度盛会GTC 2024上，老黄手里拿着两枚芯片，应该是H100和B200，特别是新产品B200是巨大的芯片。当然，这是由多个芯片拼接而成的封装产品，每个芯片的尺寸都非常巨大。由于我在业界工作的时间太长，一看到这种巨大的芯片，就会想“直径300mm的晶圆到底能做出多少个”“良品率应该相当低”等多余的问题。
考虑到芯片的生产，我们不得不关心靠制造支撑起NVIDIA的代工企业——台积电的状况。最近，我看到了一篇来自TechInsights调查的有趣报道。这是包括代工企业在内的所有半导体品牌的总销售额排名。
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ファウンドリ企業とファブレス企業の売り上げが混在しているので、もちろんダブルカウントされているのではあるが、興味深いことに、世界最大の半導体企業は台湾のTSMCである。NVIDIA、AMDやAppleなど、ファブレス企業のハイエンド品の製造を一手に請け負っているのがTSMCである。2022年から2023年にかけて総売り上げを2倍にするという驚異的な成長を遂げたNVIDIAは、半導体ブランドとしては世界最大となった模様であるが、総売り上げの単純比較でNVIDIAの売り上げを上回ったTSMCがいかに巨大な存在かを実感する。TSMCの売り上げは、ファブレス企業への処理済みウェハに対する代金の総体であるから、その単価は製造プロセスの先端化とともに上昇しているとはいえ、NVIDIAのエンド市場での単価高騰よりははるかに低いことを考えると、そのアウトプットはまさに圧倒的と言える。

因为代工企业和设计企业的销售额混合在一起，所以当然是计算了两次，但有趣的是，世界最大的半导体企业是台湾的台积电。台积电一手包办英伟达、AMD、苹果等设计企业的高端产品制造。英伟达实现了从2022年到2023年总销售额翻倍的惊人增长，成为了世界上最大的半导体品牌。这让我感受到台积电是多么庞大的存在。台积电的销售额是向无晶圆企业支付处理后的晶圆费用的总和，虽然其单价会随着制造工艺的尖端化而上升，但仍然远低于英伟达在终端市场的单价暴涨。这样考虑的话，其产量可以说是压倒性的。

ファウンドリ市場ではTSMCによる一強状態が続いているが、これにも今後変化が訪れる可能性がある。IDM 2.0を目指すPat Gelsingerが率いるIntelは、米政府による85億ドルの資金提供をようやく正式に受けることとなり、アリゾナ、ニューメキシコ、オレゴン、オハイオの4州で建設中の新工場に今後5年間で1000億ドルの設備投資を行う予定だ。これらの工場での最先端技術による量産などが成功すれば、5年後にはTSMCと肩を並べるファウンドリキャパシティが生まれることになり、そのプロセスラインでどのブランドのAI半導体が製造されるかは、現時点ではまったく想像がつかない。
「AI半導体を制するのは誰か？」という問いの答えはまだ予測不能の状態である。

在晶圆代工市场上，台积电仍是一家独大，但今后也有可能发生变化。以idm2.0为目标的英特尔终于正式获得美国政府85亿美元的资助，将在未来5年内为正在亚利桑那州、新墨西哥州、俄勒冈州和俄亥俄州4个州建设的新工厂投入1000亿美元的设备。如果这些工厂利用最尖端技术成功实现量产，5年后将出现与台积电并驾齐驱的代工能力，至于这些工艺线将生产哪些品牌的人工智能半导体，目前还不得而知。完全无法想象。
所以“人工智能半导体领域的霸主是谁?”，这个问题的答案目前还是无法预测的状态。
■ 吉川明日論

よしかわあすろん 1956年生まれ。いくつかの仕事を経た後、1986年AMD(Advanced Micro Devices)日本支社入社。マーケティング、営業の仕事を経験。AMDでの経験は24年。その後も半導体業界で勤務したが、2016年に還暦を機に引退を決意し、一線から退いた。

作者■吉川明日论
1956年生。1986年进入AMD日本分公司。有市场、销售工作经验。在AMD有24年的经验。之后也在半导体业界工作，2016年以花甲为契机决定引退，从一线退了下来。