热点|芯片四大黄金赛道争夺战:巨头如何攻克AI算力/车规级/边缘AI壁垒?产业链协同成破局关键
编辑:宝星微科技 | 发布时间:2025-04-28 16:15 | 浏览次数:68
在人工智能(AI)浪潮的强劲推动下,半导体产业正经历着前所未有的变革,其发展格局有望被重塑。芯片设计作为半导体产业的核心环节,已然成为芯片竞争的关键战场。TrendForce集邦咨询数据显示,2024年全球前十大芯片设计企业营收总和约达2498亿美元,其中前五家厂商的营收贡献率超过90%,产业格局高度集中。当前,英伟达、AMD、高通、联发科等集成电路(IC)设计巨头正围绕手机、AI PC、汽车、服务器这四大关键市场展开激烈布局。与此同时,AI带动高性能芯片需求持续增长,市场竞争也愈发激烈,在此背景下,芯片产业链上下游协同合作的趋势愈发显著。
手机市场:旗舰芯片AI性能实现质的飞跃
AI与先进制程技术正成为智能手机市场的两大核心关键词。高通与联发科这两大手机系统级芯片(SoC)厂商纷纷发力,竞相推出最新旗舰芯片,以满足市场不断升级的需求。
高通旗舰芯片骁龙8至尊版凭借卓越的性能、强大的AI终端能力以及出色的游戏生态,成为市场焦点。该芯片采用第二代3nm制程工艺(N3E),配备双Oryon超大核,主频突破4.2GHz,单核性能提升35%,能够轻松应对游戏渲染、AI推理等高负载任务;同时搭载六颗定制性能核,主频3.5GHz,能效比优化40%,可高效处理多任务并行与后台管理。为满足日益增长的AI算力需求,骁龙8至尊版集成第六代AI引擎(Hexagon NPU),算力高达73 TOPS(每秒73万亿次运算),较前代产品提升45%。在游戏体验方面,骁龙8至尊版搭载Adreno 830 GPU,支持硬件级光线追踪与全局光照技术,图形渲染速度提升25%。此外,借助Snapdragon Elite Gaming技术,实现了可变分辨率渲染(VRS)与游戏超分技术,为玩家带来极致流畅的游戏体验。
今年4月,联发科正式推出天玑9400 +旗舰5G智能体AI移动芯片。该芯片具备生成式AI和智能体化AI能力,凭借高智能、高性能、高能效、低功耗的显著特性,为旗舰手机市场带来了全新体验。天玑9400 +采用第二代全大核架构,8核CPU包含1个主频高达3.73GHz的Arm Cortex - X925超大核,以及3个Cortex - X4超大核和4个Cortex - A720大核。在AI算力方面,天玑9400 +集成MediaTek第八代AI处理器NPU 890,在端侧率先支持DeepSeek - R1推理模型四大关键技术,同时率先采用增强型推理解码技术(SpD +),使智能体AI任务的推理速度提升20%。图形处理方面,MediaTek天玑9400 +搭载12核Arm GPU Immortalis - G925,支持天玑OMM追光引擎和天玑倍帧技术,不仅显著提升了视觉效果,还能确保手机在长时间运行移动游戏时保持流畅。
AI PC:芯片设计厂商的必争战略高地
在AI算力需求爆发式增长与PC市场逐步回暖的双重驱动下,AI PC成为芯片设计厂商竞相角逐的重要领域,AMD、英伟达等企业成为这一领域的代表厂商。
今年3月,AMD举办“AI PC”创新峰会,向外界展示了其锐龙AI PC生态。该生态涵盖采用AMD锐龙AI Max、AMD锐龙AI 300和AMD锐龙9000HX系列处理器的笔记本电脑、Mini PC等产品。其中,锐龙AI Max系列处理器具备工作站级别的强大性能,集成16个“Zen 5”架构CPU核心、40个AMD RDNA 3.5图形核心以及一个AI算力高达50 TOPS的AMD XDNA2 NPU,所有这些功能均集成在一颗芯片上。此外,该处理器还支持高达128GB的统一内存,其中最高可将96GB用于图形处理。搭载该处理器的系统能够实现无缝、可靠的多任务处理,并支持运行超大规模的AI模型。锐龙9000HX系列采用第二代3D V - Cache技术进行重新设计,将内存重新安置在处理器下方,从而带来更高的性能优势、更低的温度以及更高的时钟频率。作为该系列的顶级产品,锐龙9955HX3D预计将成为专为游戏玩家和创作者打造的超快移动处理器之一。
在英伟达的布局中,其RTX 5090显卡搭载了920亿晶体管,集成4000 AI TOPS算力,可支持2000亿参数大模型的本地化运行,性能较前代产品提升100%。该显卡采用3nm制程工艺与第三代RT Core技术,使《赛博朋克2077》等3A大作在4K分辨率下的帧率提升60%。此外,今年年初,联发科宣布与英伟达合作设计NVIDIA GB10 Grace Blackwell超级芯片,该芯片将应用于NVIDIA的个人AI超级计算机NVIDIA Project DIGITS。据悉,Project DIGITS是英伟达推出的一款个人AI超级计算机项目,旨在让用户在家中即可享受到超级计算机级别的性能。Project DIGITS设备配备了GB10超级芯片,主要面向AI研究人员、数据专家以及科学家等专业用户群体。
汽车领域:芯片为全车智能化发展注入强劲动力
在近期举办的2025年上海车展上,多款汽车芯片产品惊艳亮相,为智能汽车的发展提供了有力支持。
高通展示了其8775平台,该平台采用CPU + NPU + GPU的异构计算架构,单芯片即可支持4K多屏交互、高速NOA导航及车身域实时控制,系统带宽达154GB/s。此外,高通还与众多汽车产业生态伙伴共同展示了关键技术的落地应用、智能体验的升级以及产业生态共建的最新成果。例如,高通与德赛西威宣布将携手打造一系列组合驾驶辅助解决方案,双方采用“同套硬件、两套算法”的合作模式,加速推动全球汽车产业实现安全可靠的驾驶辅助功能普及与落地升级。同时,高通还联合宝骏、零跑、奇瑞、上汽通用别克、一汽红旗、卓驭科技等合作伙伴,在上海车展上带来了搭载Snapdragon Ride平台的解决方案。高通以多款SoC、加速器、丰富的软件和软件栈等打造的Snapdragon Ride平台,具有灵活、可扩展等显著优势,能够为不同阶段的驾驶辅助系统和面向不同价位段的车型提供定制化解决方案,大幅降低合作伙伴产品开发的复杂性,加速驾驶辅助功能的普及。
联发科发布了天玑汽车旗舰座舱平台C - X1,该平台基于先进的3nm制程工艺,采用Arm v9.2 - A架构,集成了NVIDIA Blackwell GPU与深度学习加速器,以双AI引擎构建弹性算力架构,为未来智能座舱需求提供了强大的AI算力支持。在娱乐体验方面,天玑汽车旗舰座舱平台C - X1集成了NVIDIA RTX GPU光线追踪技术,为游戏渲染带来逼真的光影视觉效果,让用户在车内即可享受清晰流畅的车载AAA级游戏娱乐体验。值得一提的是,天玑汽车座舱平台C - X1与英伟达先进的安全和AI处理器(如NVIDIA DRIVE AGX Thor)搭配使用,可形成一套完整的集中式计算平台解决方案,能够托管所有车辆域处理器,实现全车智能化管理。
英特尔在上海车展期间发布了第二代英特尔AI增强软件定义汽车(SDV)SoC。该产品率先在汽车行业内采用多节点芯粒架构,汽车厂商可根据自身需求定制计算、图形和AI功能,有效降低开发成本,缩短产品上市时间。与上一代产品相比,新产品生成式和多模态AI性能最高可提升10倍,图形性能最高可提升3倍,能够为用户带来更丰富的人机界面(HMI)体验。英特尔表示,这种灵活且面向未来的设计有助于汽车厂商打造差异化产品,为驾驶员和乘客提供下一代智能出行体验,同时还能降低功耗和成本。
服务器市场:英伟达、AMD各展身手
在数字化转型与AI算力需求爆发的双重推动下,服务器尤其是AI服务器的重要性日益凸显。
英伟达致力于巩固其在数据中心、AI、高性能计算(HPC)领域的领先优势,其服务器领域的产品布局呈现出多层次、全场景覆盖的特点。在GPU加速卡产品方面,英伟达拥有针对AI训练的H100/B100系列,采用Hopper/Blackwell架构,集成Transformer引擎与FP8精度计算,AI训练性能较A100提升3倍,B200芯片算力达20 petaFLOPS(FP4),可支持10万亿参数模型训练;还有面向推理与图形渲染的A40/RTX 4090,以及主打能效比的T4/L4系列。在CPU与DPU领域,Grace CPU基于Arm架构,通过NVLink - C2C与GPU互联,内存一致性达900GB/s;BlueField - 4 DPU集成ASAP2与NVMe SNAP技术,实现网络与存储虚拟化卸载。此外,英伟达还推出了DGX GB200等AI服务器系统,内置72颗B200 GPU及36颗Grace CPU,算力达1.44 exaFLOPS(FP4),采用冷板式液冷散热技术。在今年3月召开的“GTC 2025”大会上,英伟达透露将在2025年下半年推出Blackwell Ultra架构,采用该架构的芯片包括GB300 NVL72等。Blackwell GB300 NVL72集成了72个Blackwell Ultra GPU和36个基于Arm Neoverse架构的NVIDIA Grace CPU,其算力(FLOPS)是GB200 NVL72的1.5倍,同时该架构还具备1.5倍更快的存储和2倍更大的带宽。英伟达表示,其合作伙伴预计将从2025年下半年开始推出基于Blackwell Ultra的产品,包括思科、戴尔科技、慧与、联想等厂商将推出相关服务器。
另一大芯片厂商AMD同样积极布局服务器芯片领域,凭借Zen架构与EPYC处理器的持续迭代,展现出引领市场发展的雄心壮志。AMD第五代EPYC处理器基于Zen 5架构,采用台积电3nm制程工艺,单线程性能提升25%,能效比提高30%。通过集成AI加速引擎和CXL 3.0内存扩展技术,该架构在AI推理、科学计算等场景中实现了性能的大幅跃升。近期,AMD对外展示了其第六代EPYC“Venice(威尼斯)”处理器的首颗2纳米级核心模块(CCD),该款采用台积电N2工艺的芯片已成功完成基础测试,预计2026年正式面世,将成为高性能计算领域首款基于该先进制程的处理器。全新Zen 6架构延续了AMD每代性能提升30%以上的传统,同时得益于台积电N2工艺,芯片在相同性能下功耗最高可降低35%,或在保持功耗不变时性能提升15%。另据AMD透露,公司第五代EPYC处理器已通过台积电亚利桑那州工厂的验证,目前搭载192核的第五代EPYC已在Dell、HPE等合作伙伴的服务器中商用,在AI训练等场景展现出两倍于前代的吞吐量。
AI驱动:芯片产业链开启更深层次协同合作新篇章
随着半导体产业竞争的日益激烈,AI推动芯片性能实现大幅提升,半导体产业中封装、代工与设计等环节的协同发展趋势愈发明显,各方正共同努力探索芯片架构与性能的极限。
当前,芯片设计公司与晶圆代工厂商的协同合作是最为基础的模式。英伟达、高通、AMD、联发科等芯片设计公司需要依赖台积电、三星、格芯、联电等晶圆代工厂商进行芯片产品的生产制造。随着技术的不断发展,半导体产业的合作正朝着更深层次的协同优化方向迈进,特别是在先进节点和封装技术领域。
传统的单片系统级芯片(SoC)在微缩方面正逐渐逼近物理极限,其设计和制造成本与难度急剧增加。为了持续提升芯片性能和集成度,业界正转向更先进的解决方案,如3D集成电路(3D - IC)、Chiplet(芯粒)和异构集成技术。这些先进技术需要跨越设计、工艺、封装和系统等多个领域的专业知识进行协同优化。例如,实现高密度互连和管理复杂的多芯片系统热效应,需要设计公司、代工厂和封装厂之间开展紧密的协同合作。
此外,AI和HPC应用的爆发式增长,对专用、高性能、高能效的芯片(如GPU、NPU、AI加速器)提出了极高的要求。下游的系统厂商(如云服务提供商、汽车制造商)日益倾向于寻求针对特定应用定制或半定制的芯片解决方案,这直接推动了芯片设计公司与代工厂、甚至终端客户之间建立更紧密的合作关系。实现系统与技术的协同优化,已成为满足这些特定需求的关键所在。
全球芯片市场正面临着挑战与机遇并存的局面。芯片设计作为半导体产业链的核心环节,正迎来新一轮技术与生态模式的变革。这场没有硝烟的战争正在手机、AI PC、汽车与服务器等领域激烈展开,技术创新、产品迭代以及产业链协同合作将成为芯片厂商制胜的关键“武器”。在巨头博弈的大背景下,芯片设计与半导体产业链将迎来哪些新的变化,让我们拭目以待。