ChatGPT爆火出圈，開啟大廠芯片爭霸賽，谷歌、微軟、亞馬遜先后挺進戰(zhàn)局。

據(jù)The Information報道，亞馬遜、微軟、谷歌等美國科技大廠已經(jīng)推出或計劃發(fā)布8款服務(wù)器芯片（CPU）和云端AI芯片，用于內(nèi)部產(chǎn)品開發(fā)、云服務(wù)器租賃業(yè)務(wù)或兩者兼而有之，在研芯片集中采用5nm工藝節(jié)點。

“三英”入局

隨著ChatGPT等國際國內(nèi)新興AI應(yīng)用的落地，全球芯片市場需求規(guī)模必然快速擴張。算力、模型、數(shù)據(jù)一直是AI發(fā)展的三大要素，而AI芯片所代表的算力則是人工智能的底層基石。芯片已經(jīng)成為云計算、人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，也已經(jīng)成為各大科技巨頭產(chǎn)品研發(fā)的核心構(gòu)件。

在數(shù)字經(jīng)濟時代背景下，鑒于人工智能領(lǐng)域史無前例的市場前景，打造自有芯片產(chǎn)業(yè)鏈，已經(jīng)成為國內(nèi)外科技巨頭的戰(zhàn)略布局。像谷歌、微軟、亞馬遜這樣的軟件和云計算服務(wù)巨頭加入芯片競爭，勢所必然。實際上這些巨頭前些年早意識到這種趨勢，并已超前布局。

這三家大廠，布局最早的要屬亞馬遜和谷歌，微軟屬于后來者。亞馬遜2015年收購的以色列芯片設(shè)計商Annapurna Labs，為其芯片布局奠定了基礎(chǔ)。目前亞馬遜是唯一一家在其服務(wù)器中提供標(biāo)準(zhǔn)計算芯片（Graviton）和AI專用芯片（Inferentia和Trainium）云供應(yīng)商。谷歌不甘人后，在2015年推出了一款用于AI工作負(fù)載的芯片，并正在開發(fā)一款標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器芯片，以提高谷歌云的服務(wù)器性能。相比之下，微軟是后來者且有居上之勢。微軟的芯片研發(fā)是在2019年啟動的，最近微軟更加快了推出專為LLM設(shè)計的AI芯片的時間軸。

谷歌、微軟、亞馬遜都是極具前瞻性戰(zhàn)略思維的世界級大廠，原本就有超前布局謀發(fā)展的意識，加上ChatGPT“爆火”點燃了全球用戶的AI熱情，更是驅(qū)動了三家大廠戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的決心，將重要資產(chǎn)投入芯片相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。

谷歌專門為AI特調(diào)了當(dāng)時最強的AI芯片——TPU v4，單挑英偉達。谷歌聲稱，自研芯片要比英偉達A100更快、更節(jié)能——對于規(guī)模相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，TPU v4可以提供比英偉達A100強1.7倍的性能，同時在能效上也能提高1.9倍。于此同時，谷歌暗示正在研發(fā)一款與Nvidia H100競爭的新TPU。微軟在研發(fā)芯片方面也是不遑多讓，秘密組建300人團隊已于2019年開始研發(fā)一款名為“雅典娜”的定制芯片。最初計劃“雅典娜”會使用臺積電的5nm工藝打造，預(yù)計可以將每顆芯片的成本降低1/3。如果未來能夠大面積實裝，微軟內(nèi)部和OpenAI的團隊便可以借助“雅典娜”同時完成模型的訓(xùn)練和推理。亞馬遜在預(yù)算支出上轉(zhuǎn)向AI業(yè)務(wù)，其首席財務(wù)官Brian Olsavsky近期介紹，亞馬遜計劃將支出從零售業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到AWS，部分原因是投資于支持ChatGPT所需的基礎(chǔ)設(shè)施。

在這場芯片競賽中，亞馬遜似乎已經(jīng)取得了一個領(lǐng)先地位。在過去的十年中，亞馬遜在云計算服務(wù)方面，通過提供更加先進的技術(shù)和更低的價格，一直保持了對微軟和谷歌的競爭優(yōu)勢。亞馬遜最新的Inferentia2更是在計算性能提高了3倍，加速器總內(nèi)存擴大了4倍，吞吐量提高了4倍，延遲降低到1/10。后期，亞馬遜又發(fā)布了其設(shè)計的主要用于AI訓(xùn)練的定制芯片——Trainium。未來，亞馬遜很可能繼續(xù)在競爭中保持優(yōu)勢。

作為人工智能領(lǐng)域的“三英”，谷歌、微軟、亞馬遜自研芯片，不僅可以免于被人“卡脖子”，也可以降低成本和能耗，提升市場競爭力。這“三英”既相互攻伐，也瞄準(zhǔn)AI芯片計算領(lǐng)域的霸主——英偉達。

霸主猶存

亞馬遜、微軟和谷歌為其數(shù)據(jù)中心開發(fā)的芯片，主要有這兩種：標(biāo)準(zhǔn)計算芯片和用于訓(xùn)練和運行機器學(xué)習(xí)模型的專用芯片。正是后者，為ChatGPT之類的大語言模型提供了動力。

這幾家大廠們已經(jīng)在AI芯片領(lǐng)域領(lǐng)域取得了令人矚目的進步。根據(jù)公布的性能數(shù)據(jù)，亞馬遜的Graviton服務(wù)器芯片，以及亞馬遜和谷歌發(fā)布的AI專用芯片，在性能上已經(jīng)可以和傳統(tǒng)的芯片廠商相媲美。

在芯片計算領(lǐng)域，英偉達獨霸天下久矣，正如其官網(wǎng)口號“人工智能計算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者”。其他大廠也是“苦秦久矣”。不過，到目前為止，大多數(shù)的AI負(fù)載還是跑在GPU上的，而英偉達生產(chǎn)了其中的大部分芯片。就連運行ChatGPT的微軟數(shù)據(jù)中心用了上萬塊英偉達A100 GPU。

數(shù)據(jù)顯示：英偉達獨立GPU市場份額達80%，在高端GPU市場份額高達90%。2020年，全世界跑AI的云計算與數(shù)據(jù)中心，80.6%都由英偉達GPU驅(qū)動。2021年，英偉達表示，全球前500個超算中，大約七成是由自家的芯片驅(qū)動。

長期以來，不管是爆火的ChatGPT，還是Bard、Stable Diffusion等大模型，背后都是由每個大約價值1萬美元左右的英偉達芯片A100提供算力。不僅如此，A100目前已成為人工智能專業(yè)人士的“主力軍”。從2022人工智能現(xiàn)狀報告還列出了使用A100超級計算機部分公司的名單，可見，英偉達已經(jīng)壟斷了全球算力，憑借自家的芯片，一統(tǒng)江湖。

在任何一個領(lǐng)域，一家獨大必然形成壟斷，不利于行業(yè)良性競爭，也會掣肘企業(yè)自主發(fā)展。亞馬遜、谷歌和微軟深知此道，打破壟斷是明智之舉，但絕非易事。盡管他們已經(jīng)做出了種種努力，但都面臨著挑戰(zhàn)——如何說服開發(fā)者使用這些自研AI芯片。至今，英偉達的GPU是占主導(dǎo)地位的，開發(fā)者早已熟悉其專有的編程語言CUDA，用于制作GPU驅(qū)動的應(yīng)用程序。技術(shù)和產(chǎn)品的路徑依賴，是這些開發(fā)者換道亞馬遜、谷歌、微軟定制芯片的“攔路虎”。

從市場占有率和技術(shù)路徑看，英偉達在GPU領(lǐng)域仍然是“霸主”，如同在三國演義中無人可敵的“呂布”。即便亞馬遜、谷歌和微軟“三英”入局，恐難以撼動英偉達的行業(yè)地位。

江湖更激

芯片競爭既是企業(yè)競爭的縮影，也是科技競爭的縮影，更是國家綜合實力競爭的縮影。歸根到底，芯片競爭是創(chuàng)新能力的競爭。截至目前，芯片的江湖激戰(zhàn)正酣，勝負(fù)難分，但是可以前瞻未來。

芯片競爭真正開始于特朗普政府對中國發(fā)起的貿(mào)易戰(zhàn)，并蔓延到半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域，初遭“卡脖子”中國企業(yè)對美芯片高度依賴的苦果，驚醒了不少企業(yè)和國家，即便是早有預(yù)研芯片的中國科技界領(lǐng)軍企業(yè)華為也難以招架美國芯片打壓。2019年5月初，美國將華為列入\"實體名單\"，限制美國公司向華為出售芯片。依賴于美國高端芯片的華為手機幾乎無芯可用，手機業(yè)務(wù)遭重創(chuàng)。這不僅是給中國企業(yè)的一記悶棍，更是給芯片江湖的一場“強震”。

2020年，隨著全球?qū)θA為供應(yīng)鏈禁令的執(zhí)行，芯片戰(zhàn)的勢頭愈發(fā)激烈。包括華為、中興在內(nèi)的中國企業(yè)被迫“臥薪嘗膽”，自研芯片，打造中國人自己的芯片產(chǎn)業(yè)鏈。然而九層高塔起于壘土，談何容易？從設(shè)計開發(fā)、原材料供應(yīng)、制造加工、封裝測試等一些列環(huán)節(jié)都需要掌握在自己手中，自研、自制是明智之選。但這也就增加了產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)風(fēng)險和企業(yè)安全感危機，加劇了芯片市場的競爭烈度。

在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)安全內(nèi)卷加碼的同時，有鑒于美國對中國企業(yè)和產(chǎn)業(yè)鏈的打壓，刺激這種“芯片貿(mào)易保護主義”在歐抬頭。歐盟通過金融工具甚至政府補貼、減稅等行政手段扶持芯片產(chǎn)業(yè)，企圖培育本土閉環(huán)式供應(yīng)鏈，這與美國利用“高科技霸權(quán)”推動芯片等高端制造業(yè)回流的保護主義政策如出一轍，將極大刺激全球芯片領(lǐng)域構(gòu)筑“小院高墻”和排他性競爭，不利于技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)之爭愈演愈烈。歐盟芯片產(chǎn)業(yè)近年來雖發(fā)展落后，但在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置和認(rèn)定上仍有傳統(tǒng)優(yōu)勢。芯片法案再次強調(diào)芯片技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定的重要性，將標(biāo)準(zhǔn)制定的意義拔高至保障歐洲科技主權(quán)的高度。因歷史原因，中國在高科技芯片標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置方面仍屬后來者，存在被歐美用規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)“卡脖子”的風(fēng)險。

“芯片戰(zhàn)”背后也反映了各國更加重視安全問題，成本問題的重要性降低。在俄烏沖突和新冠疫情沖擊等宏觀背景下，芯片戰(zhàn)是全球供應(yīng)鏈重塑的一部分。后續(xù)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍然將保持合作，但各國紛紛將安全上升到較高位置，產(chǎn)業(yè)布局不可能只考慮成本。

近日，美國麻省理工學(xué)院一個跨學(xué)科團隊開發(fā)出一種低溫生長工藝，可直接在硅芯片上有效且高效地“生長”二維（2D）過渡金屬二硫化物（TMD）材料層，以實現(xiàn)更密集的集成。這項技術(shù)可能會讓芯片密度更高、功能更強大。芯片江湖的較量或?qū)⒗^續(xù)上演，更加激烈。