誰躲在 NVIDIA 背後發大財?

大模型革命爆發後,NVIDIA(英偉達)的GPU一躍成為比黃金還珍貴的資源。台積電的產線全速運轉,訂單交付依舊遙遙無期。科技公司們乾著急的同時,開始思考起一個問題:

誰能提供替代品,打破英偉達的壟斷?

最受期待的是英偉達的老對手AMD。昨天凌晨,AMD推出了新一代AI晶片MI300X,並拉來了微軟、Meta等科技公司高管站臺,正式向「壟斷者」英偉達發起衝鋒。

然而,據AMD自己的估算,2024年公司的AI晶片收入大約是20億美金——還不到英偉達三季度資料中心收入的1/7[1]。這麼一對比,AMD顯然更適合坐小孩兒那桌。

事實上,如果按照收入計算,AMD甚至不是全球第二大AI晶片公司,這個稱號其實屬於博通。

博通是全球最大的通訊公司之一。研究機構Semianalysis的預估,AI晶片會在2024年給博通帶來80-90億美金的收入,幾乎是AMD的4倍有餘[2]。過去一年,博通的市值因AI晶片節節攀升,令同為通訊巨頭的高通羨慕不已。

估計黃仁勳也沒想到,前有產能問題後有出口禁令,自己忙前忙後還得捱罵,你小子居然躲在後面悶聲發大財。

在英偉達的晶片霸權之下,博通為什麼成了大贏家?

1+1<2

博通的故事,要從Google講起。

2016年,GoogleDeepMind團隊帶著AlphaGo驚豔亮相,以4-1戰勝韓國圍棋國手李世石,又在第二年擊敗了柯潔。伴隨著AlphaGo的出圈,幕後功臣TPU也走到臺前。

TPU是Google自研的AI晶片,用於取代英偉達的GPU。當時,英偉達的GPU主要服務於遊戲玩家,在AI訓練時圖形單元集體摸魚,存在明顯的性能浪費。

因此,Google重新設計了晶片架構,並找到了一個關鍵的合作方——博通。Google設計的晶片藍圖,都由博通進行物理實現。

物理實現是晶片設計的後半程,是將邏輯電路轉換為有物理連接的電路圖的過程。博通繪製好物理版圖後,再送去台積電流片,流片成功後的晶片正式進入製造環節,整個過程也都由博通和台積電進行反饋和調整。

簡單來說,博通算是Google自研TPU時找的外包商。

裝載了TPU的資料中心

裝載了TPU的資料中心

Google之所以找博通合作,不僅是看中了博通的晶片設計能力,更因為它能解決一個關鍵問題:晶片之間的通訊問題。

眾所周知,算力不足是制約人工智慧行業前進最重要的因素,這背後其實是通訊的鍋。

通常情況下,AI晶片中的計算單元其實已經完成了計算,但受制於通訊效率,只能傳輸那麼多算力。也就是兩塊晶片合作工作,性能並不是簡單的1+1=2。

換個簡單易懂的說法,AI晶片相當於一家做外送的商鋪,它一小時能做100單的外送,但同一時間段的外送騎手最多只能送50單。

所以美國在第一輪晶片制裁時,選擇一刀砍在晶片通訊速率上,顯然是知道七寸在哪兒。

兩個晶片之間的通訊有損耗可能不是大問題,但資料中心內動輒成百上千個晶片共同運作,由此帶來的性能損耗就足夠讓資本家肉疼了。考慮到AI訓練對大規模平行計算的苛刻需求,怎麼讓1+1儘可能等於2,成了迫在眉睫的問題。

博通作為通訊巨頭,恰巧擁有能讓1+1儘可能接近於2的工具,最關鍵的是一個叫做SerDes(序列器/解串器)的通訊技術。

SerDes接口通過在傳輸之前將低速並行資料轉換為高速序列資料,然後在接收端轉換回並行資料,目的在於允許資料從一個TPU高速移動到另一個TPU,提升信號傳輸效率。

而在該領域,博通是無可爭議的壟斷巨頭。在全球50GB/S的SerDes市場中,博通佔據了76%的市場份額[4]。

有了博通的加持,Google自研晶片的項目進展出人意料地順利。TPU從設計開始,僅用15個月時間就部署進了自家資料中心。

經過測試,初代TPU的性能和功耗都大大勝過了英偉達同期的GPU。隨著大模型戰爭拉開序幕,Google大舉增加了TPU訂單,使得博通一躍成為僅次於英偉達的AI晶片廠商。

Google吃完自研AI晶片的螃蟹,Meta、亞馬遜、特斯拉這些不想交英偉達稅的科技巨頭,自然是拿起Google的作業就抄,也就無一倖免地復刻了Google的關鍵步驟:與博通合作。

也許有人會問:這麼關鍵的技術,怎麼就落到博通手裡了?

答案可能有些出人意料:不能說是天上掉餡餅,但也差不多。

買來的護城河

2021年,有著美國晶片界奧斯卡之稱的DesignCon,將「年度工程師獎」的殊榮頒給了一位華人女性:Cathy Liu。

她畢業於清華大學,2002年開始研究SerDes相關技術,在美國擁有20多項專利。如今,她領導著博通的SerDes團隊,擔任首席架構師。

博通能拿下半個矽谷的定製晶片訂單,可以說與Cathy Liu的個人奮鬥息息相關。

獎項頒佈第二天,這名晶片設計師的職業經歷就在各大媒體間流傳,人們很快發現了一個有趣的事情:過去20多年,劉女士從未主動請辭,簡歷上卻有4個老東家。

在美國完成博士學業後,Cathy Liu於2002年在一家名為DataPath Systems的公司,開啟職業生涯。然而不到一年,DataPath就晶片公司LSI所收購。

幾年後,LSI又從「獵手」變成了「獵物」,被安華高(Avago)所收購。後來,安華高又收購了博通,順便把自己的名字也改成了博通。而Cathy Liu則伴隨幾次收購,歷經輾轉最終成為博通的一員[6]。

在這期間,她本人的工作重心倒是沒什麼變化,一直專注於SerDes技術的解決方案,很可能辦公室都沒搬過,就莫名其妙換了四次東家。

Cathy Liu的職業經歷,其實是通訊行業競爭格局的一個縮影。

博通所處的通訊行業,本質是解決資訊傳輸的問題。為了讓資訊能在不同的設備、地區之間暢通無阻,就需要一套全世界都認可的標準,就像人與人溝通的最基本條件是語言通用。

然而,最高效的標準通常由技術先發者制定,並且早早申請專利構建護城河。先發者可以率先打造一座距離最短的橋樑,後來者再想入場,只能想方設法繞路。

通訊技術處處涉及協議、標準、接口,追趕一項通訊技術往往會在前人的專利牆上折戟。

通訊公司想要進入對方的專利領域,其中一個常用的方法是「交叉授權」。今年9月,華為和小米就剛結束一場糾纏半年的專利戰,雙方達成包括5G在內的通訊技術的交叉許可協議。

但這通常發生在兩個互相忌憚的巨頭之間。當雙方力量懸殊時,行業內更為簡單粗暴的解決方案是:收購。

博通的前身安華高,本身僅約5000件專利與申請案,但經過針對LSI、PLX、Emulex、CyOptics以及英飛凌光學部門的一系列收購,專利總數增長至2.3萬件。

而最後收購的原博通公司,專利高達2.7萬件。這也是為什麼安華高以小吞大原博通後,直接將自己改名為博通公司[5]。

高通在基帶晶片上把蘋果的脖子卡的死死的,也是因為高通的老本行其實是通訊。相比晶片公司在電晶體的縫隙裡挑戰物理學極限的浪漫,通訊公司的商業模式大多樸實無華:收專利費。

不僅是SerDes這項技術,連博通向Google提供的晶片定製外包服務,也是來源於LSI。順帶一提,黃仁勳在創辦英偉達之前,曾在LSI工作過;昔日東家今日對手,緣分有時就是這麼奇妙。

過去數十年,這種「大魚吃小魚、小魚吃蝦米」式吞併,曾反覆在通訊行業上演。目前僅剩的通訊企業,大多都是巨無霸,佈滿了通訊技術的各個節點。

博通在AI晶片的勝利很難說是高瞻遠矚,更像是行業競爭與自身業務擴張需求,推動著它四處「吃小魚」,而那枚定製AI晶片的「小魚」剛好成了博通的盤中餐。

老黃可以說自己高瞻遠矚地在2006年推出了CUDA,你說博通早二十年就預見了人工智慧的浪潮,大概率是沒人信的。

當科技公司們風馳電掣地駛進人工智慧的高速公路,都被博通早早修好的收費站攔了下來。

又一條惡龍

Google在TPU項目初期把訂單交給博通,其實還有兩個原因:

一方面,Google是家網際網路公司,晶片都沒怎麼做過,在封裝、記憶體、連接性和光學等領域更是文盲水平,很難自力更生。另一方面,Google當時對TPU的需求量並不大,因此外包給博通是最為省力且經濟的選擇。

但當Google需要大規模量產TPU時,矛盾就出現了。

眾所周知,Google、亞馬遜等公司選擇自研晶片,是為了降低成本,避開「英偉達稅」。如果選擇自研晶片,定製化程度更高不說,還可以省去大量資料中心成本。

但結果是躲得過英偉達,躲不過博通。

據The Information爆料,博通從TPU訂單中獲得了70%的利潤率;雖然沒「英偉達稅」那麼誇張,但也不是個小數字。

更何況,手握大量專利的博通在合作中格外強勢。2021年,博通就曾趁著全球缺芯潮的間隙,張口就告訴Google要漲價30%,沒有迴旋餘地。雙方因此僵持數月,最終還是Google認了慫。

早年,亞馬遜在購買博通的網路晶片時,也曾對博通的「霸總行徑」苦不堪言:

CEO陳福陽(Hock Tan)經常在談判時即興漲價,並要求籤署排他協議。如果亞馬遜提出抗議,博通還會大幅延長交貨時間作為回擊[8]。

很顯然,「霸道總裁」風格是刻在博通基因裡的。

博通CEO陳福陽

博通CEO陳福陽

因此在2019年,Google默默在內部組建了一個新的團隊,從英特爾和AMD瘋狂挖人,「擺脫博通」的計劃已成為公開的秘密。

這讓博通陷入了與英偉達非常相似的難題:自己的客戶,都會變成自己的敵人。

博通雖強,但也並非唯一的選擇。博通獅子大開口之後,Google的備胎——Marvell也走入大眾的視野。在SerDes市場,Marvell的市場份額為23%,是行業內第二大玩家。

不過,至少截至目前,「擺脫博通」都只是一個美好的願景。

Google、亞馬遜一面加速自研,一面和博通討價還價,最終都選擇硬著頭皮買單。關於「Google要離開博通」的新聞發酵當天,Google就立馬站出來闢謠,表示博通是「優秀的合作伙伴」。

金融分析師們也普遍站隊博通。德意志銀行在報告裡寫到:

「我們毫不懷疑博通每推出一代產品都會與其主要客戶展開激烈的價格談判,但博通成功地維持了這些合作關係,我們預計這一次最有可能的結果也是如此[9]。」

華爾街日報的總結則更不客氣:Google想拋棄博通,還遠不到時候。

因此,Google目前的目標聽上去也很實際:預計2027年實現自力更生。但這話也沒有說得太滿:「如果博通降價,繼續合作也是可以考慮的。」

但對博通來說,他們也許有著更深遠的顧慮。

尾聲

今年以來,英偉達的股價如同一輛兩隻踏板都是油門的超跑,一路暴漲約220%,衝到了全球市值第六。然而,有女版巴菲特之稱的Cathie Wood卻選擇在此時清倉英偉達,驚得一眾基金經理摸不著頭腦。

木頭姐清倉的理由其實很簡單:英偉達的處境和頂峰時期的思科太過相似了。

思科是一家售賣網路硬體設備的通訊公司,曾經被視為「網際網路淘金時代的賣鏟人」,大受追捧。1994年到2000年期間,思科股價上漲了55倍,營收上漲10倍。

但隨著全球網際網路基礎設施搭建完成,思科的「鏟子」漸漸賣不動了。此後20年,反倒是Google、亞馬遜、Facebook這樣的軟體公司,成功挖到「金礦」並一躍成為全球最有價值的公司。

歷史上,賣鏟子的公司在一飛沖天之後,往往都有著相同的宿命:產品飽和乃至過剩-技術和生產能力開始轉移-最終重新沉寂。

當人工智慧的基礎設施鋪設完畢,新的晶片可以賣給誰?

對英偉達來說,這番「靈魂拷問」其實並不完全適用,因為它還有CUDA搭建起來的軟體護城河,還有多元化的產品組合。

相比之下,博通才是更像思科的那一個。

參考資料

[1] AMD forecasts $2 billion sales of AI chips, helping shares rebound,Reuters

[2] Broadcom’s Google TPU Revenue Explosion, Networking Boom, VMWare Integration,semi analysis

[3] To Reduce AI Costs, Google Wants to Ditch Broadcom as Its TPU Server Chip Supplier,The Information

[4] Marvell收購的Innovium,是唯一能搶下博通份額的網路晶片廠商,EETimes

[5] Avago+Broadcom=專利新強權,中國電子報

[6] Broadcom’s Cathy Liu Wins DesignCon 2021’s Engineer of the Year Award,all about circuits

[7] Nvidia Makes Nearly 1,000% Profit on H100 GPUs: Report,Toms Hardware

[8] Amazon Steps Up Silicon Ambitions With New Networking Chip,The Information

[9] 博通的AI業務前路崎嶇,但不會輕易流失,華爾街日報

[10] Cathie Wood:我為何拋棄了英偉達,新矽NewGeek

Source

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