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随着AI投资狂潮席卷科技行业,真正限制算力扩张的环节在哪里?SemiAnalysis创始人给出的答案是:瓶颈一直在变。

近日,在一次播客访谈中,半导体研究机构SemiAnalysis创始人Dylan Patel系统解释了AI算力扩张背后的供应链逻辑。他指出,过去几年AI算力的限制因素不断变化,就像打地鼠一样,一个瓶颈被解决,新的瓶颈就会出现。

SemiAnalysis是一家近年来在科技和投资圈迅速走红的半导体研究机构,其研究广泛被AI公司、云计算厂商以及对冲基金使用。

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AI算力扩张的瓶颈不断变化

Patel表示,过去几年AI产业链的瓶颈几乎每年都在变化。

他说:“几年前限制AI扩张的是CoWoS封装;去年是电力;再后来是数据中心。”

但随着这些环节逐渐扩产,新的限制又开始出现。

Patel形容这种变化:“算力扩张的瓶颈一直在移动。你解决一个问题,新的问题就会从供应链的另一个位置冒出来。”

这一变化背后,本质是AI需求增长速度远超产业链扩张速度。

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瓶颈正在重新回到芯片制造

Patel认为,随着数据中心、电力等基础设施逐步扩张,AI算力的核心限制正在重新回到半导体制造环节。

他说:“最大的瓶颈其实是算力本身,而算力最长期的供应链并不是电力或数据中心,而是半导体供应链。”

具体来看,芯片供应链的关键限制主要包括三部分:

逻辑芯片产能(晶圆厂制造能力)

高带宽存储(HBM)等存储芯片

晶圆厂建设与设备周期

相比之下,数据中心建设速度明显更快。这意味着,当AI需求突然爆发时,芯片供应链往往难以及时跟上。他说道:

在晶圆厂领域,洁净室是今年和明年最大的瓶颈。随着我们进入2028、2029、2030 年,那里仍然会有制约因素。

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未来瓶颈可能下沉到设备层

如果AI算力继续高速增长,Patel认为供应链瓶颈还可能继续向下游转移。最终限制算力扩张的,可能是半导体设备产能。

他特别提到极紫外光刻机(EUV)。这种设备由ASML制造,是先进芯片生产的核心设备。

要进一步扩展算力,今年和明年有不同的瓶颈,但最终到2028年或2029年,瓶颈会落到供应链的最底层,那就是ASML。

Patel表示,目前全球EUV光刻机年产量大约70台,未来几年可能增加到80台左右。即便供应链扩张,到本十年末也很难超过100台。

在这种情况下,设备产能可能成为AI算力扩张的最终约束。

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12亿美元的光刻机扼住了500亿美元的咽喉

为了直观展现光刻机对全局的控制力,Patel算了一笔极具冲击力的账。

假设以英伟达下一代Rubin芯片建设1 GW(吉瓦)算力的数据中心,整个半导体产业链需要消耗:约5.5万片3nm晶圆、6000片5nm晶圆以及17.0万片DRAM存储晶圆。

这些晶圆制造需要进行约200万次EUV曝光。按照单台EUV光刻机的吞吐量计算,刚好需要3.5台EUV光刻机

这就形成了一个极度扭曲的杠杆效应:建设1 GW数据中心需要投入约500亿美元的庞大资本开支;而支撑这500亿美元产能的,仅仅是价值约12亿美元的3.5台EUV光刻机。

由于EUV光刻机是人类制造的最复杂机械,其核心组件(如卡尔·蔡司的镜头组、Cymer的极紫外光源)供应链极度僵化。即便在最激进的扩产假设下,ASML目前的年产能约为70台,明年增至80台,到2030年也仅能勉强突破100台。这就从物理层面上锁死了全球每年能新增的最高AI算力总盘子。

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存储大挤压:消费者将为AI买单

除了逻辑芯片,存储器(Memory)短缺将是未来一两年的核心交易主线。Patel给出了一个令消费电子市场胆寒的预测:到2026年,科技巨头约30%的资本开支将流向存储芯片。

长上下文推理模型需要极大的KV Cache(键值缓存),这彻底引爆了对内存带宽和容量的需求。以HBM(高带宽内存)为例,其占用的晶圆面积是普通DDR内存的四倍。这意味着,为了生产1字节的AI内存,代工厂必须摧毁4字节的消费电子内存产能。

“人们会越来越讨厌AI。因为智能手机和PC不会逐年变得更好,事实上,它们会变得更差。”Patel直言。

随着大量DRAM产能被利润更丰厚、签订长期合同的AI芯片抢占,消费电子的BOM(物料清单)成本将飙升。Patel测算,苹果iPhone的存储成本可能会上涨约150美元。苹果或许能通过品牌溢价消化或转嫁这部分成本,但主打性价比的中低端手机将遭受毁灭性打击。

Patel预计,随着内存价格翻倍甚至飙升,原本每年14亿部的智能手机全球出货量,今年可能降至8亿部,明年甚至可能腰斩至5-6亿部。

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电力并非绝对制约,空间数据中心为时尚早

针对市场持续热议的“缺电危机”以及马斯克提出的“太空数据中心”构想,Patel展现出了资本市场的实用主义态度。他认为电力不仅不会成为终极制约,反而是一门好生意。

“显然,世界上只有三家公司能制造联合循环燃气轮机,但我们能做的还有很多。”

Patel指出,通过采用飞机引擎改装(航改微混)、中速往复式发动机(如重卡或船舶引擎)、Bloom Energy的燃料电池以及“太阳能+电池”的组合方案,数据中心完全可以在“电表后”(不依赖主干电网)解决能源问题。

即便这会导致单千瓦时的电价翻倍,分摊到单颗H100每小时1.40美元的总拥有成本(TCO)中,也不过增加了几美分。与AI模型产生的巨大收益相比,完全可以忽略不计。此外,只需配备足够的公用事业规模储能系统,美国电网就能额外释放20%的容量给数据中心使用。

至于马斯克在太空中建立数据中心的设想,Patel直截了当地予以否定。芯片极高的故障率(约15%的Blackwell需要退货或重新插拔)以及昂贵的空间激光通信成本,使得这一构想在经济上毫无逻辑。“至少在这个十年内,太空数据中心不会发生。”

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