本文轉(zhuǎn)自：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

人工智能數(shù)據(jù)中心的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致消費(fèi)電子產(chǎn)品芯片短缺，盡管它們使用的芯片類型并不相同。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)的蓬勃發(fā)展消耗了大量高科技零部件，尤其是處理器和內(nèi)存芯片。這種需求擠壓了消費(fèi)電子設(shè)備制造商的供應(yīng)，它們難以獲得足夠的芯片。

盡管數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和智能手機(jī)使用的芯片類型不同，但這種情況依然存在。消費(fèi)電子產(chǎn)品和數(shù)據(jù)中心之間的關(guān)鍵區(qū)別在于它們對芯片優(yōu)化的需求。智能手機(jī)和個(gè)人電腦需要低功耗、高散熱效率和高度集成。而運(yùn)行大型語言模型（LLM）等人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心則需要最大的計(jì)算能力、內(nèi)存帶寬和存儲(chǔ)吞吐量。

為了滿足這些需求，消費(fèi)電子設(shè)備通常依賴于系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC），即集成了處理和存儲(chǔ)功能的芯片，并搭配動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）和NAND閃存（一種非易失性存儲(chǔ)器）。相比之下，人工智能服務(wù)器則依賴于圖形處理器（GPU）或其他加速處理器，并結(jié)合高帶寬內(nèi)存芯片。

消費(fèi)電子產(chǎn)品供應(yīng)短缺的原因與芯片市場的特性有關(guān)：其集中度高、成本高，以及它如何應(yīng)對繁榮與蕭條的周期性波動(dòng)。

人工智能并非要取代消費(fèi)電子產(chǎn)品，而是在圍繞特定芯片特性的新需求重塑芯片市場。數(shù)據(jù)中心正將資金和稀缺的存儲(chǔ)容量投入到加速處理器、高帶寬內(nèi)存以及相關(guān)數(shù)據(jù)處理和電子設(shè)備的生產(chǎn)中。

贏家通吃的行業(yè)

芯片制造與其說像一個(gè)競爭激烈的商品市場，不如說更像一個(gè)層級(jí)分明的寡頭壟斷市場。規(guī)模至關(guān)重要，因?yàn)轭I(lǐng)先企業(yè)能夠?qū)①Y金再投資于研發(fā)、提高良率、確保設(shè)備供應(yīng)并深化客戶關(guān)系。以圖形處理器芯片為例，像英偉達(dá)這樣的設(shè)計(jì)公司依賴于像臺(tái)積電這樣的先進(jìn)半導(dǎo)體代工廠，利用阿斯麥（ASML）的極紫外光刻機(jī)來制造芯片。

少數(shù)幾家廠商既設(shè)計(jì)又制造存儲(chǔ)芯片。目前，三星、美光和SK海力士這三家公司占據(jù)了存儲(chǔ)芯片市場的大部分份額。漫長的研發(fā)周期、極高的固定成本以及對技術(shù)領(lǐng)先地位的需求，都加劇了市場的集中化。

蘋果等消費(fèi)電子公司以及亞馬遜、谷歌、微軟和小米等其他科技公司越來越多地自行設(shè)計(jì)處理器芯片，因?yàn)檫@些芯片決定著用戶體驗(yàn)、人工智能性能、能效和系統(tǒng)級(jí)差異化。相比之下，內(nèi)存芯片的制造則需要極高的資本投入；對精度、效率和生產(chǎn)線利用率都有很高的要求；而且該領(lǐng)域一直被少數(shù)幾家現(xiàn)有供應(yīng)商所壟斷。

自2000年以來，存儲(chǔ)芯片行業(yè)經(jīng)歷了產(chǎn)能過剩和供應(yīng)不足的反復(fù)周期：互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅后的市場崩盤、2007-2009年的供應(yīng)過剩、整合后的2010年代供應(yīng)緊張、2022-2023年的嚴(yán)重衰退，以及2024-2025年人工智能驅(qū)動(dòng)下的供應(yīng)緊張。這導(dǎo)致行業(yè)集中度很高，芯片制造商不愿增加產(chǎn)能。由于固定成本高昂，芯片制造商通常讓芯片制造廠（晶圓廠）滿負(fù)荷或接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。昂貴的設(shè)施可能閑置的風(fēng)險(xiǎn)使得芯片制造商無法與需求增長同步地投產(chǎn)新的晶圓廠。

行業(yè)整合減少了主要供應(yīng)商的數(shù)量，這些供應(yīng)商現(xiàn)在越來越傾向于將投資轉(zhuǎn)向利潤率更高的產(chǎn)品，而不是大規(guī)模擴(kuò)大產(chǎn)能。這種轉(zhuǎn)變對于理解為何人工智能需求導(dǎo)致芯片供應(yīng)趨緊，即便消費(fèi)電子產(chǎn)品的需求仍在持續(xù)增長至關(guān)重要。

人工智能數(shù)據(jù)中心熱潮如何重新分配容量

人工智能的蓬勃發(fā)展改變了內(nèi)存需求，使其從廣泛的消費(fèi)周期轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿邘拑?nèi)存芯片為中心的細(xì)分市場。2023年，美光削減了資本支出，其晶圓廠的運(yùn)營水平低于維持成本所需的水平。然而，到2026年，美光報(bào)告稱人工智能需求強(qiáng)勁，數(shù)據(jù)中心DRAM收入創(chuàng)歷史新高，高帶寬內(nèi)存銷售額也迅速增長。

這種轉(zhuǎn)變至關(guān)重要，因?yàn)榇鎯?chǔ)器供應(yīng)市場無法迅速做出反應(yīng)。新建晶圓廠需要數(shù)年規(guī)劃、巨額資本投入以及對先進(jìn)工藝設(shè)備和技術(shù)的投資。即使盈利能力有所提高，存儲(chǔ)芯片制造商在擴(kuò)張產(chǎn)能方面也可能保持謹(jǐn)慎，2026年的支出重點(diǎn)將更多地放在技術(shù)升級(jí)和高價(jià)值產(chǎn)品上，而不是大幅增加芯片供應(yīng)。

實(shí)際上，人工智能并沒有簡單地平等地提升所有內(nèi)存需求；它首先將稀缺的容量重新導(dǎo)向大規(guī)?；虺笠?guī)模數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器市場。

消費(fèi)電子產(chǎn)品能迎頭趕上嗎？

消費(fèi)電子產(chǎn)品行業(yè)有望迎頭趕上，前提是制造商能夠承受關(guān)稅和地緣政治壓力帶來的成本上漲。一種方法是投資開發(fā)小型人工智能語言模型，使其能夠在消費(fèi)設(shè)備上運(yùn)行，分析師預(yù)計(jì)這些公司將會(huì)嘗試這樣做。

為了降低關(guān)稅負(fù)擔(dān)，蘋果公司已將越來越多的銷往美國的iPhone生產(chǎn)線從中國轉(zhuǎn)移到印度，并將大部分面向美國市場的iPad、Mac、Apple Watch和AirPods的組裝轉(zhuǎn)移到越南。然而，這種轉(zhuǎn)移并不能消除成本壓力。在印度生產(chǎn)iPhone的成本仍然比在中國高出約5%到8%，在某些情況下甚至接近10%，因?yàn)橹袊墓?yīng)商生態(tài)系統(tǒng)、物流和生產(chǎn)效率仍然更勝一籌。

中美之間日益緊張的地緣政治局勢導(dǎo)致關(guān)鍵礦產(chǎn)和芯片組件的供應(yīng)受限和出口管制，推高了消費(fèi)電子產(chǎn)品制造商的投入成本。這導(dǎo)致進(jìn)口總成本上升，利潤率下降，而這些企業(yè)又無法將成本完全轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者，從而進(jìn)一步加劇了供應(yīng)鏈的整合。

消費(fèi)級(jí)設(shè)備無需復(fù)制數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施即可在其產(chǎn)品中提供人工智能功能。它們的機(jī)遇在于運(yùn)行設(shè)備端小型語言模型，用于摘要、重寫、搜索、輔助和輕量級(jí)推理。然而，這樣做會(huì)帶來獨(dú)特的硬件需求。手機(jī)和筆記本電腦需要在同一芯片上集成多種功能，將強(qiáng)大的處理能力與快速的本地內(nèi)存和足夠的存儲(chǔ)空間相結(jié)合，以確保設(shè)備端人工智能的響應(yīng)速度。蘋果公司目前針對其人工智能產(chǎn)品Apple Intelligence的設(shè)備要求也表明，老款手機(jī)通常缺乏運(yùn)行實(shí)用設(shè)備端人工智能所需的計(jì)算能力和內(nèi)存。

這對更廣泛的經(jīng)濟(jì)意味著什么？

人工智能和數(shù)據(jù)中心的蓬勃發(fā)展正在重塑整個(gè)經(jīng)濟(jì)體的資本、供應(yīng)商關(guān)注度和定價(jià)權(quán)。當(dāng)芯片供應(yīng)趨緊時(shí)，那些購買力有限的行業(yè)尤其脆弱。例如，醫(yī)療技術(shù)行業(yè)在整個(gè)芯片市場中所占份額不到1%，這意味著關(guān)鍵設(shè)備制造商在芯片短缺時(shí)將面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。

相比之下，與電力輸送和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)的行業(yè)可能會(huì)從這波繁榮中受益，因?yàn)樗鼈冃枰獫M足對云服務(wù)和電氣化的需求。國際能源署估計(jì)，到2024年，數(shù)據(jù)中心將消耗約415太瓦時(shí)（TWh）的電力，并指出人工智能正在加速高性能服務(wù)器的部署，這意味著對周邊電網(wǎng)、存儲(chǔ)、冷卻和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求將更加強(qiáng)勁。

對于消費(fèi)電子行業(yè)而言，戰(zhàn)略任務(wù)不是在芯片上與人工智能數(shù)據(jù)中心一較高下，而是在應(yīng)對更高的供應(yīng)鏈和關(guān)稅風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，構(gòu)建差異化、節(jié)能的終端人工智能服務(wù)。

對于想要購買手機(jī)、游戲和筆記本電腦的消費(fèi)者來說，由于數(shù)據(jù)中心的高需求，未來幾年可能會(huì)出現(xiàn)價(jià)格上漲、短缺和產(chǎn)品發(fā)布延遲的情況。