英伟达寻求“芯”出路:台积电或不再是唯一选择?(组图)

在当前的人工智能热潮中，英伟达与芯片制造商台积电之间的合作关系占据着举足轻重的地位。然而，英伟达新芯片生产过程中出现的问题，预示着两者之间的合作关系正承受着越来越大的压力。双方之间出现的相互指责，凸显出在人工智能芯片需求急剧膨胀的背景下，这两家公司在业绩层面正面临着前所未有的巨大挑战。 01 Blackwell生产问题成为导火索 今年3月，英伟达CEO黄仁勋曾大肆宣扬名为Blackwell的新芯片，该系列芯片专为运行最新、性能最强大的人工智能软件而设计。微软CEO萨提亚·纳德拉（Satya Nadella）、特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk），以及几乎所有科技行业重量级人物，在英伟达发布该芯片的消息时，都对Blackwell给予了高度赞誉。最终，这款芯片的生产重任落在了英伟达的长期合作伙伴台积电身上。 然而，好景不长，对这款芯片的赞美之声很快就被英伟达与台积电之间的互相指责所取代。据两位知情人士透露，在黄仁勋宣布这一消息后的几周内，英伟达的工程师在测试Blackwell芯片时发现，该芯片在数据中心常见的高压环境下会出现故障。 部分问题可能源于英伟达Blackwell设计方面的缺陷，但台积电的两名员工表示，另一个因素是英伟达在生产过程中对台积电的要求过于紧迫，使得台积电没有像对待另一个主要客户苹果那样拥有足够的时间来解决问题。


图注：英伟达联合创始人兼CEO黄仁勋 有关这些问题的消息在8月份被曝光。据三名致电台积电投资者关系团队的股票交易员透露，当股东们对此感到不安并联系该公司时，台积电的投资者关系部门将责任归咎于英伟达。 与此同时，英伟达的其他工程师则指责台积电采用的新技术（即将不同种类的芯片封装在一起）减缓了Blackwell的生产速度。据股票交易员和三名参与芯片生产的人士透露，这一解释很快便在关注这些公司的金融分析师中流传开来。 02 英伟达对台积电施压越来越大 尽管这一事件可能只是双方数十年合作关系中的一个小插曲，两家公司预计这些问题会将Blackwell的发布推迟几个月，但它却凸显出，随着大量资金涌入人工智能业务，英伟达对台积电施加的压力越来越大。 为了巩固自己在人工智能芯片领域的霸主地位，英伟达正积极推动其合作伙伴每年（而非每两年）推出一种新的架构。为了满足英伟达的需求，台积电一直在竭力扩大其最新芯片封装技术的生产能力，并设定了至2026年其产能每年增长60%的目标。然而，台积电在提升产能方面所面临的挑战不容忽视，因为其在中国台湾地区的生产设施扩张遭遇了重重困难。 这两家公司的合作关系影响深远。英伟达的市值已飙升至3万亿美元以上，截至周二，它已成为仅次于苹果的全球第二大上市公司。其芯片已成为OpenAI、微软、亚马逊等全球顶尖初创企业和大型科技公司运行人工智能软件的标杆。 根据研究公司TechInsights的数据，去年英伟达在加速人工智能任务芯片市场中占据了95%的份额。在截至7月28日的第二季度中，英伟达创造了300亿美元的收入，同比增长高达122%。


图注：英伟达和台积电市值增长趋势 而咨询公司波士顿咨询集团的数据显示，台积电在先进芯片制造领域占据主导地位，占据了该业务的92%。截至6月30日的第三季度，台积电的收入增长了40%，达到208.2亿美元。尽管如此，由于英伟达的营收规模更大、利润率更高、增长率也更为迅猛，其市值几乎是台积电的四倍。 03 30年合作建立起高度共生关系 在近三十年的携手合作中，英伟达与台积电之间形成了一种高度共生的关系。英伟达依赖台积电将其创新的芯片设计转化为现实产品，因为在这个领域，没有其他制造商拥有大规模生产尖端图形处理单元（GPU）所需的专业技术。而英伟达的GPU不仅在视频游戏领域占据主导地位，同时在人工智能应用中也发挥着关键作用。 今年6月，当台积电宣布将提高芯片代工价格时，英伟达不得不接受这一现实，因为在最先进的芯片制造技术方面，台积电依然领先于其他竞争对手，如三星电子和英特尔。 与此同时，英伟达产品的强劲需求也使其成为台积电的重要客户，仅次于苹果，占据了台积电去年总收入的10%。此外，英伟达还是台积电不断扩展的先进封装服务的最大客户之一。 另一个维系台积电与英伟达合作关系的纽带是93岁的台积电创始人兼前CEO张忠谋。尽管已经退休，但他在公司内仍具有深远的影响力。张忠谋非常重视长期客户的忠诚度，对于那些试图将业务转移到其他制造商的客户，当他们想要重返台积电时，他会提高他们的代工费用。


图注：英伟达和台积电年度收入 然而，尽管如此，仍有迹象表明英伟达正在寻求减少对台积电的依赖。据两位直接参与相关谈判的人士透露，英伟达正在探索与三星电子合作生产其新型游戏芯片的可能性，这种芯片相较于最新的人工智能芯片来说制造难度更低。这两位知情人士还表示，英伟达目前正与三星就生产这些芯片的价格进行谈判，目标是获得比台积电同一代芯片制造技术价格低20%至30%的优惠。 对此，英伟达的一位发言人表示，该公司已经对Blackwell芯片进行了调整，以提高产量，并相应地调整了发货时间表。该发言人还强调，台积电“仍然是一个优秀且有价值的合作伙伴”，多年来为支持英伟达及其客户做出了大量投资。 台积电和三星方面拒绝就此事发表评论。 04 张忠谋的一诺千金 英伟达与台积电的合作始于1995年，那时两家公司都还处于创业初期。黄仁勋亲自致信张忠谋，寻求在生产芯片方面的合作机会。 对于英伟达来说，与台积电合作的一大吸引力在于台积电自1987年成立以来就坚守的承诺：永远不会通过设计自己的芯片与客户竞争。这一决定让台积电专注于提供制造服务，从而增进了两家公司之间的信任，并有效避免了可能因知识产权而引发的严重纠纷。 在合作初期，英伟达完全依赖台积电来生产其芯片，这些芯片主要面向游戏业务。随着时间的推移，英伟达开始尝试与更多的芯片代工厂合作，如联华电子和中芯国际等，以在谈判中获得更大的优势，并争取更优惠的报价。 然而，随着英伟达芯片设计的日益复杂，台积电逐渐成为唯一能够胜任其芯片制造的合作伙伴。21世纪初，智能手机市场的爆炸式增长进一步巩固了台积电的技术领先地位，使其能够击败英特尔、三星等竞争对手，成为英伟达不可或缺的合作伙伴。 不过，英伟达与台积电的关系在过去几年里也经历了不少波折。2008年，苹果、戴尔和惠普电脑中使用的许多英伟达GPU在高温下出现故障。起初，英伟达指责台积电使用了有问题的芯片封装材料，但随后英伟达承认，这些问题可能部分源于其自身的设计缺陷。为此，英伟达投入了数百万美元来解决这些问题。


图注：台积电晶圆工厂内部 到了2009年和2010年，英伟达再次与台积电产生矛盾，指责台积电生产问题导致的芯片短缺阻碍了英伟达的销售。在2010年的一次电话会议上，黄仁勋甚至表示，台积电的供应问题将使该公司损失1亿至2亿美元的销售额。 尽管双方在合作过程中经历了不少波折，但它们在致力于尖端研究的长期投资方面却保持着高度的一致性。这种长期投资的战略眼光，最终帮助这两家公司巩固了它们在半导体行业的主导地位。 在英伟达，该公司对于人工智能领域的重大押注是其长期投资战略的重要组成部分。英伟达通过开发计算统一设备架构（CUDA）等软件，为开发者提供了将GPU用于执行与图形无关的一般计算任务的能力，从而极大地拓展了GPU的应用范围。 《芯片战争》一书的作者克里斯·米勒（Chris Miller）曾表示：“英伟达已经证明了自己在技术上追求快速进步的决心和能力，从历史上看，他们一直很擅长这一点。而台积电则与英伟达有着完全相同的风格，同样致力于在技术上不断取得突破。” 在2008年全球金融危机爆发后，台积电一度似乎失去了对未来大举押注的勇气。当时，张忠谋将CEO一职交给了继任者蔡力行。然而，在金融危机的冲击下，蔡力行选择了缩减员工规模和削减成本等保守措施。但张忠谋对此并不认同，他于2009年重返台积电担任CEO，并决定在员工和技术方面进行大规模投资，以确保台积电能够获得更多的业务。 张忠谋将台积电的资本支出增加了一倍，这一举措帮助台积电实现了技术突破，并成功制造出越来越先进的移动处理器。这一成就不仅使台积电在技术上保持了领先地位，还帮助它达成了与苹果的合作协议，为iPhone生产由苹果自己设计的处理器。 如今，苹果仍然是台积电最大、最重要的客户之一。同时，苹果也一直是台积电最先进的制造工艺的试验田，这有助于台积电不断增加新的生产线，提升产能和技术水平。 05 一次紧张的会议 如果人工智能的发展势头得以延续，英伟达对于台积电的业务影响力或将最终与苹果并驾齐驱。 自2022年末人工智能领域掀起热潮，特别是OpenAI推出ChatGPT之后，用于驱动人工智能模型和应用程序的芯片销量呈现出爆发式增长。在今年1月28日结束的2024财年，英伟达实现了609.2亿美元的收入，这一数字是上一财年总营收的两倍有余。对于该公司而言，芯片短缺的问题日益严峻，消除生产瓶颈的需求也随之变得更加迫切。 据两位知情人士透露，在最近的一次高层会议上，黄仁勋、台积电董事长兼CEO魏哲家及双方公司的高管进行了深入交流。当黄仁勋提出希望台积电能在其中国台湾主要工厂之外，为英伟达单独设立一条先进的封装生产线时，双方之间的紧张氛围开始显现。 台积电的高管们对英伟达的这一提议表达了担忧，他们顾虑到此举可能带来的高昂成本，以及可能对其整体扩张计划造成的潜在干扰，因为其他客户或许也会提出类似的需求。会议中的讨论变得异常激烈，以至于部分台积电高管开始质疑英伟达作为台积电重要客户的地位。最终，魏哲家亲自出面，以平息这场紧张的对峙。


图注：台积电董事长兼CEO魏哲家 与此同时，英伟达正承受着日益加剧的压力，它需要不断推出更出色的芯片设计，以保持其竞争优势，并满足市场对于更强大计算能力的迫切需求。 今年8月，亚马逊CEO安迪·贾西（Andy Jassy）承认，云计算行业对能够替代英伟达产品的低成本芯片的兴趣正日益增长。作为英伟达芯片的重要客户，亚马逊庞大的云计算部门在这一趋势中扮演着关键角色。不仅如此，亚马逊、谷歌、Meta和微软等科技巨头也纷纷投身于人工智能芯片的设计研发之中。 知情人士表示，这一趋势给英伟达的工程师们带来了前所未有的压力，他们急需在确保芯片低能耗的前提下，探索出提升计算能力的新途径。这直接导致了芯片设计的复杂度大幅提升，进而增加了设计过程中出现错误的风险。 今年3月，当黄仁勋展示最新的Blackwell芯片时，英伟达的芯片工程师们感到既自豪又担忧。他们已经在测试由台积电生产的芯片样品，并预料到可能会遇到一些挑战。尽管如此，他们仍希望能够迅速定位并解决潜在问题，以确保芯片量产计划顺利进行。 然而，现实却比他们预想的更为严峻。在最近的一次财报电话会议上，英伟达证实，他们需要调整Blackwell芯片的设计，以提升制造产量。这意味着，尽管英伟达计划在第四季度启动大规模生产，但芯片的大量出货可能要推迟到明年第一季度。与此同时，英伟达也不得不承担因解决延迟问题而产生的额外成本。