半導體制造業務規模絕對龐大。為了讓這些數據更具參照性,2024年,芯片制造商的營收大約是美國國防預算的四分之三,約為美國國會分配的社會服務預算的三分之二。隨著越來越多功能強大的設備應用于更多產品中,以及新的工作負載(尤其是人工智能)推動了全新領域的大量且持續增長的支出,芯片制造方面的投入也在不斷增加。
全球權威機構Gartner最近發布了其關于芯片業務的年度報告。回顧了Gartner過去十年的報告,整理出了各供應商的芯片銷售數據集,并填補了公開報告中一些缺失的數據空白。值得慶幸的是,這里所說的所有主要芯片制造商,指的是芯片設計商,而非制造芯片的代工廠,人們通常也是這么通俗地稱呼這些公司的。
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除了英特爾和三星電子運營著擁有先進制程的代工廠之外,其他“制造” 芯片的公司(實際上是芯片設計商)都沒有自己的代工廠。當然,臺積電是全球最大的代工廠,而且它無意成為一家 “芯片設計商”,通過渠道或直接向個人設備或數據中心系統制造商銷售芯片。以蘋果公司(Apple)為例,該公司在2021年首次進入年度半導體制造商排名榜單,它自行設計芯片,并將其用于自家設備,然后直接銷售給消費者和企業。
這是一個很有意思的區別。鑒于亞馬遜、谷歌、微軟、微軟、阿里巴巴、百度和騰訊都在大力投資用于其數據中心的中央處理器(CPU)和人工智能加速器,不禁令人好奇,還要多久這些公司才能以 “芯片制造商” 的身份登上這份榜單。如果蘋果都能上榜,那這些公司上榜應該也不會太久。尤其是考慮到AWS一半的計算引擎都基于自主研發的Graviton Arm服務器芯片,并且在Nitro數據處理單元(DPU)、用于訓練和推理的Trainium和Inferentia人工智能加速器,甚至可能還有一些自主研發的網絡交換機專用集成電路(ASIC)上投入巨大,AWS應該很快就能進入榜單前十二名,成為超大規模云服務提供商和云構建商中第一個上榜的公司。谷歌和微軟則在競爭成為數據中心領域中第二個上榜的公司。
2024年半導體行業的營收是2014年的2.1倍。即使不把人工智能巨頭英偉達(Nvidia)計算在內,在這11年間,所有芯片制造商的營收也增長了1.85倍。
2024年,芯片營收增長了21%,達到6559億美元。但是對于去年以及十年前芯片的出貨量,這實在很難估算。上市公司會公布其營收和利潤情況,但通常不會詳細說明其產品的出貨數量。
首先要注意的是,想要改變如此龐大的市場非常困難。即使在這輪生成式人工智能(GenAI)熱潮中,英偉達的芯片銷售額實現了120.1% 的驚人增長,也沒有像感覺的那樣對整體數據產生巨大影響。這就更清楚地表明:
英偉達是全球最大的半導體制造商,這是一項了不起的成就。而且,除非全球經濟陷入嚴重困境,否則它的增長勢頭不會停止。坦率地說,鑒于人工智能工作負載具有取代人力和削減成本的特性,全球經濟衰退可能會加速人工智能的應用,而不是使其停滯不前。
可以肯定的是,英偉達在芯片制造利潤中占據了最大份額,這是因為它在生成式人工智能工作負載的計算和網絡供應方面占據著獨特的地位。事實上,到目前為止,在生成式人工智能熱潮帶來的利潤中,臺積電和英偉達占據了絕大部分。
從上面的圖表中,還會注意到存儲芯片制造商的興衰周期,其中三星、SK海力士(SK Hynix)和美光科技(Micron Technology)是全球最大的三家存儲芯片制造商。這些興衰周期還伴隨著與計算引擎周期相關的支出峰值,這些周期常常同步出現,從而形成了在上面圖表中看到的年度芯片銷售的鋸齒狀波動模式。
下面是另一張圖表,總結了過去11年全球主要芯片制造商的芯片營收情況:
中央處理器和人工智能加速器制造商用虛線表示,存儲芯片制造商在其實線上有標記。博通用實線橙色表示,因為它在行業中獨樹一幟。如果Marvell規模足夠大,能進入前十二名的話,也會在圖表上顯示出來。
根據目前的趨勢以及對到2029年營收情況的預測,2024年從三星手中奪下榜首位置的英偉達,在很長一段時間內仍將是全球最大的芯片制造商。英特爾能否實現增長還不太明確,但作為英特爾在中央處理器領域的競爭對手以及英偉達在圖形處理器(GPU)領域的競爭對手,超微半導體公司(AMD)是有增長潛力的。
高通(Qualcomm)在數據中心設備方面的業務占比不大,雖然在這方面有所嘗試,但在它加大投入之前,蘋果公司也是如此,它為自家的手機、平板電腦和個人電腦設計處理器,但尚未為自身業務需求設計服務器中央處理器和人工智能加速器。當然,外界一直有傳言稱,蘋果公司正在這兩個領域開展研發工作。
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如果能像Gartner在其季度服務器營收報告中將所有原始設計制造商(ODM,超大規模云服務提供商和云構建商安裝的系統的實際制造商)歸為一個 “ODM” 類別那樣,將自主研發的數據中心異構處理器(XPU)單獨分類,并將所有數據中心芯片歸為一類,那將會很有意思。此外,如果能了解芯片在終端用戶設備、邊緣設備以及數據中心的使用占比,也會很有意義。
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