AI芯天下丨分析丨数据中心芯片,谁更挣钱?

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前言

在最近一个季度,数据中心相关出货量表现出强劲增长,英伟达、博通、AMD、英特尔、美光、SK海力士、美光和三星的年出货量已超过2200亿美元,此数据并不包含电源芯片。

随着LLM的快速扩展,预计数据中心半导体支出将持续攀升。

到2030年,该支出有望突破5000亿美元大关,占据整个半导体行业的半壁江山以上。

作者| 方文三

图片来源|网 络

数据中心芯片市场保持增长势头

根据市场研究机构Yole Group的最新预测,数据中心半导体芯片(处理器)市场预计将迎来显著增长。

到2030年,该市场规模有望达到3720亿美元,相比2024年的1470亿美元,将实现超过两倍的增长,年均复合增长率约为17%。

推动这一增长的主要动力包括生成式AI服务的迅速普及,如ChatGPT和Gemini,它们对数据中心处理器的性能提出了更高要求。

在产品类型方面,GPU和专为AI优化设计的ASIC将成为市场增长的主力军,预计均将实现两位数的年增长率。

相比之下,CPU、DPU以及网络处理器预计将保持稳健增长。

ASIC在特定场景下的性价比优势显著,预计2025-2027年台积电CoWoS产能分配中,ASIC相关需求增速(65�GR)将超过GPU(21�GR)。

DPU作为[第三颗主力芯片],在数据中心网络、存储和安全任务中逐渐普及。

全球DPU市场规模预计2025年达245亿美元,中国市场增长更快(566亿美元)。

主导地位与竞争格局相互角力

目前,数据中心半导体市场高度集中,九家公司占据了几乎所有收入,分别是英伟达、台积电、博通、三星、AMD、英特尔、美光、SK海力士和美光。

在GPU/AI加速器市场,英伟达无疑是最大赢家,AMD与Broadcom则是其主要竞争者。

最新数据显示,英伟达来自AI加速器的季度收入高达330亿美元,博通约为40亿美元,美光约10亿美元,而AMD则少于10亿美元。

从竞争格局来看,英伟达凭借其GPU产品在数据中心处理器市场占据主导地位。

但随着对AI ASIC投资的持续扩大,市场竞争预计将日益激烈。

谷歌、亚马逊AWS等企业正在广泛引入AI ASIC至其数据中心,并与博通、美光、Alchip等公司展开深度合作。

技术演进为数据中心处理器市场带来重要变革。

Yole Group指出,截至2024年,GPU和AI ASIC主要采用4纳米制程生产,而2025年将推出基于3纳米制程的产品,其中包括AWS的Tranium 3芯片。

英伟达在服务器GPU领域一直保持着领先地位,其产品线涵盖了从Volta、Ampere到Hopper,以及即将在2025年推出的Rubin,迭代迅速且覆盖面广。

这使得英伟达在生成式AI和高性能计算的核心市场中占据了稳固的地位。

AMD则通过推出MI系列GPU,包括MI60至MI400,不断追赶英伟达。

借助Chiplet技术,AMD在性价比和特定场景,如科学计算中,展现出了强大的竞争力。

过去二十多年,英特尔在数据中心CPU市场一直稳坐头把交椅,其Xeon处理器为全球大多数服务器提供动力。

然而,近年来AMD异军突起,特别是在高端设备市场,AMD的EPYC处理器越来越受到青睐。

去年11月,独立研究机构SemiAnalysis指出,AMD的数据中心业务部门销量已超越英特尔的数据中心和AI业务。

英伟达在第一季度数据中心业务表现强劲,收入达到391亿美元,占据其总收入的近90%。

相比之下,AMD的数据中心收入为37亿美元,而英特尔的数据中心和人工智能集团收入仅为41亿美元。

这意味着英伟达在数据中心市场的份额远超其两个最直接竞争对手的总和,达到了五倍之多。

鉴于云巨头约占全球CPU计算容量的一半,这意味着Arm将在全球数据中心CPU容量中占据25%的份额,展现出其巨大的市场潜力。

在内存市场,HBM备受瞩目。最近一个季度,HBM几乎所有的收入(约250亿美元)均来自数据中心。

预计2025年HBM出货量将同比增长70%,这得益于数据中心和AI处理器对低延迟、大数据处理能力的需求日益增长。

SK海力士、三星、美光是HBM领域的主要供应商,其中SK海力士占据了约70%的市场份额。

今年Q1,SK海力士凭借在HBM领域的绝对优势,首次登顶全球DRAM市场第一。

作为全球第二大内存芯片制造商,SK海力士在今年1月至6月的总销售额达到了28.8万亿韩元(约合212.6亿美元),相比去年同期的12.3万亿韩元有了显著回升。

在AI扩展网络芯片市场,英伟达再度蝉联冠军,博通、Astera等则是其主要竞争者。

博通首席执行官Hok Tan预计,随着互连GPU数量的增加,网络在数据中心支出中的占比将从目前的5%到10%增长到15%到20%。

在AI ASIC领域,联发科、Alchip和GUC是博通的主要竞争者。

博通2025财年第一季度财报亮点纷呈,营收达到149.16亿美元,同比增长25%,非GAAP净利润更是激增49%,达到78.23亿美元。

其中,AI相关业务表现出色,收入达到41亿美元,同比增长77%,占总营收的28%,在半导体业务中的占比更是高达50%。

博通的ASIC芯片业务已成为其核心增长点,预计第二季度ASIC销售额将占总AI半导体收入的70%,达到308亿美元(约合450亿美元)。

美光2025财年第二季度营收80.5亿美元,比上一季度的87.09亿美元有所下降,但比去年同期的58.24亿美元实现了38.22%的同比增长。

美光HBM市场份额从2023年的10%快速提升至2024年的10-16%,2025年目标是20-25%。

2024财年美光HBM收入贡献约数亿美元,占DRAM业务收入的8-10%,推动美光数据中心业务营收同比增加两倍。

呈现出市场分化与应用多样化的显著特点

英伟达和AMD等公司在AI芯片领域也取得了显著进展。

英伟达通过12–18个月的发布节奏保持领先,采用台积电CoWoS-L封装技术,支持高密度互连。其GB300A和R200通过多芯片配置优化LLM训练。

AMD则在MI系列中采用CoWoS-S封装技术,MI400通过较小的中介层提升良率和成本效益。

然而,HBM生产瓶颈可能对某些公司的计划产生影响。

SK hynix和美光的供应不足可能导致谷歌和Meta的计划延误,而英伟达因供应链优先级更高受影响较小。

英伟达和AMD聚焦超大规模训练,而微软、Meta和英特尔则针对推理和企业负载提供成本优化方案。

此外,苹果和SoftBank等公司也在开发针对自主系统和边缘AI的AI芯片,虽然短期影响力有限,但预示着AI芯片应用的多样化趋势。

Arm公司计划到2025年底,将其在全球数据中心CPU市场的份额从当前的15%提升至50%。

尽管目前大多数服务器仍采用基于x86指令集架构的英特尔Xeon或AMD EPYC处理器,这主要得益于x86架构在数据中心级软件生态上多年积累的优势。

然而,随着Arm推出具有竞争力的Neoverse系列IP内核产品,以及AI时代对传统数据中心生态带来的变革,Arm在数据中心市场的份额正快速增长。

全球云服务大厂自研并加大采用基于Arm架构的服务器CPU,第三方芯片设计大厂开始投身Arm服务器CPU研发。

与此同时,苹果虽仍在使用谷歌TPU,但其自研AI芯片项目正在积极推进。

Marvell的数据中心业务占据公司总业务的75%左右,属于高成长业务,主要涵盖SSD控制器、高端以太网交换机及定制ASIC业务,广泛应用于云服务器、边缘计算等场景。

通过收购Cavium、Innovium等公司,Marvell增强了AISC及数据中心的相关能力。

2026财年第一季度,Marvell的数据中心业务实现营收14.4亿美元,环比增长5.5%,符合市场预期。

据推测,Marvell当前的ASIC收入主要来自亚马逊的Trainium 2和谷歌的Axion Arm CPU处理器,而与亚马逊合作的Inferential ASIC项目也将在2025年开始量产。

尾:

当前数据中心芯片领域最赚钱的是英伟达的GPU,其凭借技术垄断、高利润率和庞大的AI市场需求,占据绝对主导地位。

未来,随着AI和云计算的持续增长,GPU和ASIC仍将是利润核心,但FPGA和DPU在细分领域的潜力不容忽视。

部分资料参考:Andy730:《数据中心处理器市场到2030年将翻倍:GPU与ASIC领跑》,半导体产业纵横:《数据中心芯片,更香了》,《Arm在数据中心市场赚了多少钱?》,头部科技:《芯片[暴利],谁没搭上车?》,芯智讯:《Arm的雄心:年底拿下全球50%数据中心CPU市场》

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