掘金東數(shù)西算，“大芯片”之外也有“大機會”
掘金東數(shù)西算，“大芯片”之外也有“大機會”
芯觀點──聚焦國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)大事件，匯聚中外名人專家觀點，剖析行業(yè)發(fā)展動態(tài)，帶你讀懂未來趨勢！
集微網(wǎng)消息，近日，隨著“東數(shù)西算”工程正式全面啟動，貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點建設(shè)不斷傳出新進展。
不過外界圍繞“東數(shù)西算”的諸多解讀，往往還停留在比較空泛的愿景勾勒中，其中又夾雜著云計算“大廠”的品宣軟文，在渲染樂觀情緒的“熱鬧”過后，對個中的“門道”卻少有觸及，甚至頗多謬誤。
事實上，東數(shù)西算浪潮下，外界最為津津樂道的CPU、存儲等大品類，對于中國半導(dǎo)體企業(yè)而言，反而不如MCU、光模塊、乃至電源管理等較小品類更有切入機會。
看到吃不到的“大芯片”市場
數(shù)據(jù)中心資本開支，大體可用兩個“75%”加以概括。
服務(wù)器成本，約占數(shù)據(jù)中心總投資成本的75%；CPU、GPU等大芯片和存儲器成本，約占服務(wù)器成本的75%。
面對“東數(shù)西算”帶來的數(shù)據(jù)中心市場增長空間，外界的第一反應(yīng)自然是上述大品類的國產(chǎn)廠商將最為受益。
事實上，從中國移動、中國電信等數(shù)據(jù)中心市場“大玩家”近期服務(wù)器采購招標情況看，上述判斷也得到了一定程度的佐證，海光、鯤鵬芯服務(wù)器已經(jīng)獲得了具有實質(zhì)性意義的份額。另據(jù)集微網(wǎng)了解，龍芯、飛騰等國產(chǎn)CPU，也同樣有服務(wù)器廠商正在積極對接適配。此外，國內(nèi)已有廠商發(fā)布基于長鑫DRAM的純國產(chǎn)化DDR4服務(wù)器ECC內(nèi)存模組，長江存儲近期也正式發(fā)布了采用其NAND顆粒打造的PCIe4.0規(guī)格高端SSD產(chǎn)品，未來切入數(shù)據(jù)中心市場前景可期。
不過需要強調(diào)的是，上述廠商及其產(chǎn)品，在經(jīng)營穩(wěn)定性、技術(shù)積累、客戶資源、產(chǎn)品性能與成本等主要維度上，較海外巨頭仍有較大差距，下游客戶的規(guī)模化導(dǎo)入，往往具有超越經(jīng)濟邏輯之外的考慮，因此也不能對其比重有過高期待。
目前看，國產(chǎn)“大芯片”及存儲產(chǎn)品，主要依托于兩大“生態(tài)圈”的滋養(yǎng)。
其一，是行政機構(gòu)及央企為主導(dǎo)的“信創(chuàng)”生態(tài)。
以信息產(chǎn)業(yè)安全可控為宗旨的“信創(chuàng)”規(guī)劃，從基礎(chǔ)硬件-基礎(chǔ)軟件-行業(yè)應(yīng)用軟件不同層面已形成國產(chǎn)替代的穩(wěn)定生態(tài)圈，根據(jù)國內(nèi)研究機構(gòu)估計，其中底層硬件（服務(wù)器、整機、芯片）市場規(guī)模達到約600億元人民幣，這意味著CPU\\GPU\\存儲產(chǎn)品等大品類的國產(chǎn)廠商，有希望分到百億量級的市場，足以支撐該類企業(yè)研發(fā)-產(chǎn)業(yè)化的正向循環(huán)。
其二，則是國內(nèi)幾大互聯(lián)網(wǎng)巨頭主導(dǎo)的公有云生態(tài)。
據(jù)估計，中國最大的公有云廠商BATH（百度、阿里、騰訊、華為），每年在機房及服務(wù)器上的資本開支同樣在數(shù)百億元規(guī)模，對于這些運營著上百萬臺服務(wù)器的巨頭而言，軟硬件自主研發(fā)可以獲得明顯的規(guī)模經(jīng)濟，以及量身定做的業(yè)務(wù)匹配和敏捷迭代優(yōu)勢，因而這“四朵云”，乃至新近入局的字節(jié)跳動等企業(yè)，也無不積極推動著數(shù)據(jù)中心相關(guān)關(guān)鍵零部件的自研。以阿里云為例，這家早在十多年前就推動去"IOE"（IBM\\甲骨文\\EMC）的企業(yè)，在大芯片研發(fā)上也極具代表性。
去年的云棲大會上，阿里發(fā)布了其Arm架構(gòu)通用處理器倚天710，根據(jù)新聞發(fā)布會上的介紹，搭載該款芯片的服務(wù)器能夠降低10%的能耗，另據(jù)集微網(wǎng)了解，在交換機、光模塊乃至直流交流電源轉(zhuǎn)換單元上，阿里均有相應(yīng)布局，其數(shù)據(jù)中心的PUE指標號稱可以達到1.09，遠低于目前國內(nèi)1.3的平均水平。
（搭載倚天710的阿里磐久服務(wù)器，集微網(wǎng)攝于云棲大會期間）
這兩大生態(tài)圈，無疑是拉動中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“國內(nèi)大循環(huán)”的兩匹“頭馬”，但對于大多數(shù)國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)，特別是扎堆在AI加速芯片、DPU芯片等“大芯片”賽道的初創(chuàng)企業(yè)而言，想要“上車”卻并不容易。
正如上文所述，信創(chuàng)生態(tài)的主導(dǎo)者是國資力量，對于初創(chuàng)企業(yè)而言，進入這一生態(tài)面臨政府關(guān)系乃至股權(quán)架構(gòu)等一系列較高壁壘，此外，信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前仍然以成熟技術(shù)架構(gòu)下，不同技術(shù)組件的國產(chǎn)替代，即“填補國內(nèi)空白”為主要原則，對于AI芯片、DPU芯片等創(chuàng)新品類的接受度有限。
而在幾大科技公司主導(dǎo)的公有云生態(tài)中，盡管巨頭們對Arm架構(gòu)CPU，乃至AI芯片、DPU芯片等品類接受度很高，樂于嘗試新技術(shù)、新架構(gòu)，甚至已成為引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心工作負載形態(tài)演變、計算體系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的主要推動者，但從亞馬遜、谷歌、阿里等國內(nèi)外公有云巨頭的實踐看，由于其極為雄厚的技術(shù)和財務(wù)資源，往往傾向于依靠內(nèi)部研發(fā)和外延并購實現(xiàn)自身平臺生態(tài)內(nèi)的“自給自足”，導(dǎo)致相關(guān)創(chuàng)新產(chǎn)品的初創(chuàng)企業(yè)同樣面臨生態(tài)壁壘。國內(nèi)不少AI初創(chuàng)企業(yè)從做算法到做芯片，再到做終端設(shè)備，內(nèi)在原因往往并非光鮮亮麗的商業(yè)愿景，而是軟硬件生態(tài)缺乏支撐的“不得已”。
“小芯片”也有大機會
在公眾認知度、關(guān)注度最高的“大芯片”之外，或許蘊藏著國內(nèi)半導(dǎo)體廠商更容易觸達的市場機會。
根據(jù)研究機構(gòu)測算，數(shù)據(jù)中心單機柜的投資成本，大體在服務(wù)器、機房、交換機、光模塊之間按75：15：5：5分配，除了服務(wù)器中的高端大芯片和存儲產(chǎn)品，其他幾個分系統(tǒng)中，同樣有不小的半導(dǎo)體“含量”，而這些關(guān)注度更低的細分市場，往往也意味著更低的商務(wù)壁壘，更分散的市場格局，為國內(nèi)企業(yè)提供了更好的生存環(huán)境。
例如在機房投資中，供配電系統(tǒng)是相當(dāng)關(guān)鍵的部分，傳統(tǒng)IDC供電架構(gòu)從中壓引入到直流輸出，需要眾多中間設(shè)備進行交直流轉(zhuǎn)換等工作，功率模塊效率低，全鏈路穩(wěn)定性也存在風(fēng)險，無論從支撐更大規(guī)模的服務(wù)器集群運行和散熱需求，還是從提高能效降低運營成本的角度出發(fā)，都存在對先進功率半導(dǎo)體的巨大需求。
而公眾感知最不明顯的交換機與光模塊，對于數(shù)據(jù)中心而言，地位卻與服務(wù)器難分軒輊。
事實上，作為一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心從宏觀層面上表現(xiàn)出的服務(wù)性能，可以被視為是服務(wù)器、交換機與網(wǎng)絡(luò)傳輸之間的“最大公約數(shù)”，服務(wù)器算力提升與交換機、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟黄ヅ?，是造成?dāng)前所謂數(shù)據(jù)中心“算力稅”問題的主因，DPU這一新品類的崛起，正是基于在板上提高流量處理能力的初衷。
在DPU的改進之外，交換機和光模塊的產(chǎn)品升級，對于緩解算力稅問題或許有更高的潛力，更重要的是，隨著數(shù)據(jù)中心通信架構(gòu)的演進，交換與光模塊在價值鏈中占比，也有望出現(xiàn)明顯提升。
在交換機芯片領(lǐng)域，華為、中興、盛科等國內(nèi)企業(yè)，已先后推出其高性能交換芯片產(chǎn)品，有望在國內(nèi)市場對博通構(gòu)成有力競爭。
交換機的性能提升之外，光模塊同樣有巨大的技術(shù)潛力，一方面，國內(nèi)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心通信光模塊仍以 100Gbps 為主，正在向價格更高的200G/400G演進，而在國外，已經(jīng)出現(xiàn)了800G光模塊的更新勢頭，根據(jù)Yole估計，依托5G與數(shù)據(jù)中心建設(shè)的雙重驅(qū)動，2025年光模塊市場規(guī)模預(yù)計將達到177億美元。
（800G光模塊或?qū)⑾頂?shù)據(jù)中心市場）
在光模塊產(chǎn)品中，除了數(shù)字信號處理芯片DSP之外，其完成光電轉(zhuǎn)換功能的光引擎器件，同樣大量復(fù)用半導(dǎo)體制造技術(shù)，在光模塊技術(shù)需求牽引下，格芯等半導(dǎo)體大廠也紛紛布局硅光子技術(shù)，硅光芯片將多個光器件集成在同一硅基襯底上，集成度大幅提升，相關(guān)工藝的發(fā)展，甚至為芯片間乃至芯片內(nèi)光互連取代電氣I/O展現(xiàn)了可能性。
目前，國內(nèi)光迅科技等企業(yè)在這一領(lǐng)域基本已達到了國際主流水平，該公司與國家信息光電子創(chuàng)新中心（NOEIC）、鵬城實驗室、中國信息通信科技集團等機構(gòu)合作，在國內(nèi)率先完成了1.6Tb/s硅基光收芯片的聯(lián)合研制和功能驗證，實現(xiàn)了我國硅光芯片技術(shù)向Tb/s級的首次跨越。
尤其值得注意的是，東數(shù)西算意味著我國數(shù)據(jù)中心算力布局的重構(gòu)，跨省骨干網(wǎng)及交換樞紐，同樣將形成光模塊的巨大增量市場。
在算力樞紐這一場景之外，從東數(shù)西算，即《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》規(guī)劃看，還明確提出了在城市城區(qū)內(nèi)部，加快對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的改造升級，提升效能。支持發(fā)展高性能、邊緣數(shù)據(jù)中心。鼓勵城區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心作為算力“邊緣”端。
上述表態(tài)，已經(jīng)清晰勾勒出接近業(yè)務(wù)場景的邊緣側(cè)服務(wù)器市場，同樣存在巨大的增量空間。
根據(jù)集微網(wǎng)了解，阿里等公有云巨頭目前推出的邊緣側(cè)服務(wù)器產(chǎn)品，普遍選擇與第三方廠商共同開發(fā)，并且基于功耗等因素，對采用獨立廠商的MCU和存儲產(chǎn)品有較為開放的態(tài)度，全球最大的云計算廠商亞馬遜，近年也與兆易創(chuàng)新等國內(nèi)企業(yè)達成合作，基于后者MCU的邊緣側(cè)設(shè)備可快速接入AWS。
總體而言，在大芯片之外不那么吸引公眾注意力的細分產(chǎn)品中，東數(shù)西算帶來的增量需求同樣不容小覷，對于中小半導(dǎo)體企業(yè)而言，這樣的長尾市場，或許也更值得關(guān)注和耕耘。
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