看着供不应求的订单,有点着急。
增加供应这句话,每发一次财报,英伟达都要再强调一次。
继英伟达在*季度宣布公司“正大幅增加供应,以满足不断增长的需求”后,英伟达ceo黄仁勋在近期又表示,正准备将其gpu的产量至少增加三倍。
具体来说,英伟达扩充的是h100芯片的产量。2023年英伟达h100预计出货量在50万颗,但据英国《金融时报》报道,英伟达计划明年出货至少150万颗h100处理器。
h100是英伟达于2022年推出的一款专为大型语言模型优化的gpu,得益于“全民造模”的趋势,推出至今长期卖断货,又被称之为英伟达的“印钞机”。
那么,宣称增加三倍产量的h100,能为英伟达赚多少钱?
01 产量受制于人
要想知道h100究竟有多赚钱,只看两点便可知。
一,h100在芯片市场中拥有*统治力。当今世界你*时间想起的巨头企业,都在抢购它。上到特斯拉、苹果、微软、谷歌等知名公司,下到研究大语言模型的初创企业,也有 azure、gcp 和 aws 等云服务供应商(csp),coreweave、lambda 等大型私有云。
二是h100拥有超过90%的毛利率。
h100的物料成本主要有三部分:核心逻辑芯片、hbm内存芯片、cowos封装。
h100的核心逻辑芯片面积为814平方毫米,采用台积电4n工艺制造(5nm ),以一块报价为1.34万美元的300mm晶圆,结合良率、损耗来看,大概能切割65颗,平均算下来每颗单价200美元左右;hbm内存芯片来自sk海力士的hbm3内存芯片,一共六颗,单颗容量为16gb,每gb为15美元,合计1500美元;虽cowos没有公布其价格,但据分析师robertcastellano结合台积电财报推算,制造一颗h100需要723美元。
三大合计约2500美元(台积电拿走约1000美元的情况下),算上除此以外的成本约3320美元左右。
也就是说英伟达的毛利率超过90%。
《巴伦周刊》资深撰稿人tae kim发帖估计h100的成本为3320美元
但英伟达想赚钱,还得看台积电和sk海力士的脸色行事。
英伟达的h100确实在市场呈垄断地位,说新一代“印钞机”也无可厚非,但h100供不应求,在明年*季度之前都是售罄状态。
要看台积电脸色是因为,英伟达受制于台积电先进的封装技术—2.5d cowos(chip on wafer on substrate)。
cowos是一种2.5d/3d封装技术,是将多个有源硅模板集成在无源硅中介片上。然后将中介片和活性硅链接到包含i/o的包装基板上,将其连接到系统pcb上。
cowos能将不同制程的芯片封装在一起,可达到加速运算但同时控制成本的目的。简单来说,cowos有节省空间、减少功耗的优势
英伟达的h100、a100全部由台积电代工,并使用台积电的cowos先进封装技术,除了英伟达外,其他厂商也对台积电的cowos有需求,为此cowos产能供不应求。
有设备厂商估算,台积电 2023 年 cowos 总产能逾 12 万片,2024 年将冲上 24 万片,其中,英伟达将取得 14.4 万-15 万片。
cowos产能不足的背景下,依靠cowos封装的h100,自然被台积电扼住了咽喉。
hbm(高带宽存储)是限制英伟达h100生产的另一个重要瓶颈。
hbm类似数据的“中转站”,就是将每一帧、每一幅图像数据保存到帧缓存区域中,等候gpu调用。
相比传统内存技术,hbm带宽更高、功率更低、功耗更低、尺寸更小,能够使ai服务器的传输速率和数据处理量大幅提升,因此hbm也成了ai服务器的标配。
正如台积电垄断了先进封装一般,hbm的供应也被sk海力士垄断,市占率超过95%,也是目前*量产hbm3e(第三代hbm)的厂商。
无论是cowos还是hbm3,每年的产能都是固定的,除英伟达外,各大厂商需求也不少。amd不仅大量采用hbm,其中mi300搭载的还是hbm3;传言谷歌在下半年推出的tpu张量处理器,也将搭载hbm。
搭载hbm的芯片几乎都需要像cowos这样的2.5d技术,所以目前*的gpu都有台积电打包在cowos上,也就是说芯片的产能进一步sk海力士和台积电的制约,英伟达并非说加芯就能加芯。
02 台积电没有替代品
为了不被捏住命门,也为了芯片代工的议价权,英伟达开始“削藩”寻找更多代工厂。
英伟达在 cowos 封装等的关键制程已开放给其他供应链代工厂。目前,英伟达正积极对接联华电子,近日联华电子将扩充旗下硅中介层(前段cow部分)产能,月产能将由目前的 3 千片扩增至 1 万片;封测厂amkor、日月光投控旗下矽品则负责后段wos封装。
某种意义上来说,英伟达构建的芯片帝国和台积电打造的*芯片代工厂如出一辙——同样拥有一骑绝尘的技术,是无可替代的存在。
所以扶持k8体育的合作伙伴,并非短期有效解决措施,因为英伟达的核心芯片、产量,还是离不开台积电的怀抱,否则英伟达今年由台积电代工的芯片,怎么会占到台积电年出货量的40%左右?
好比远水救不了近火,扩产能这件事没有快速捷径。
一方面,建造周期较长,芯片从制作到包装都是的整个生态系统都是在台积电周围完成,如果另起炉灶,将制造业转移尤为艰难。
另一方面,台积电方也不会机会留给对手,对英伟达寻找替代工厂的暧昧态度,台积电以积极扩建产能做出了回应。
从营收结构来看,台积电也不会把嘴边的肥肉放跑。2022的cowos封装已经占总收入5%以上,且将以每年近20%的速率增长。
台积电也是下了重金扩产,斥资900亿元新台币在竹科铜锣园区设立先进封装厂,预计2026年底建厂完成,2027年第三季开始量产,而位于日本熊本的工厂已建成,九月底预计将有600名来自中国台湾的员工移民熊本。
值得英伟达高兴的是,至少在hbm上还有可选方案,不用等cowos的扩建周期。三星表示将投资1万亿韩元扩大hbm产能,并于今年推出hbm3产品;美光预计其相关hbm产品“将在2024财年贡献有意义的收入,并在2025年贡献大幅增加的收入”。
但把台积电,看成英伟达的镣铐,倒也不一定完全准确。
在硬币的另一面,产能短缺也绝非都是坏事,至少英伟达在全球缺芯的市场中,垄断了市场,也让自己的芯片单价水涨船高,售价3.6万美元的h100,此前在ebay上的平均售价高达4.5万美元。
要是没有这场缺芯潮,芯片的二手市场怎会有如此高溢价,英伟达也没有底气开出如此高利润的售价。
03 加不了量就加价
在产能制约下,英伟达损失了高达百亿美元的收入。
据gpu utils,保守估计,h100的供给缺口达到43.2万张。按每个 gpu 价格 3.5 万美元计算,意味着英伟达痛失总价值高达 150 亿美元的订单,这还不包括为中国*的h800。为了达到预期,英伟达采取的措施是推出更高端的芯片,提高收入和利润。在产能有限的空间里、市场普遍对英伟达预期乐观的背景下,英伟达利用近乎垄断的地位,让厂商为高端芯片买单,进而提高收入和利润。
比如,英伟达正准备推出新一代gh2000 grace hopper超级芯片,将于2024年第二季投产。相比最热门的h100芯片,该芯片内存容量高出3.5倍,带宽高出3倍。
把英伟达历代产品对比来看,就知道英伟达的利润一直在水涨船高。从配置成本来看,h100的前代产品a100的生产成本至少也要上千美金,售价1万美元,而成本3300美元的h100如今售价高达3.6万美元,利润极有可能成倍数增长。
英伟达毛利率的提高也是证据。英伟达最近一个季度的毛利率为70.93%,对比去年的43.48%提升显著。
至于英伟达的对手们,正在抓住那43.2万张h100的缺口。amd就推出mi300,对a100和h100发起挑战。
但amd的mi300和a100较量还好说,挑战h100有点难,从搭载配置来看,mi300 搭载了4核1.2ghz处理器、android5.1系统、1gb的ram和8gb的ram,对比来看h100搭载了4核1.4ghz处理器、android8.1系统、2gb 的ram和16gb的ram。谁胜谁负高下立判,更别说h100 t860的gpu。
至于英特尔,选择了英伟达的弱势出击—在h100无法到达的地方,与其竞争。
英特尔在中国市场推出第二代ai芯片habanagaudi2。据悉,英特尔gaudi 2国内首批将与百度智能云、浪潮信息、美团、紫光新华三等公司合作。
促使英伟达做该项决策的可能是英伟达在中国日益减少的收入。2022年,英伟达中国地区的收入从71.11亿美元减少13.26亿美元到57.85亿美元。
无论未来芯片市场有何变局,未来如何,至少ai的风现在不会灭,英伟达也仍在芯片领域中叱咤风云。
目前英伟达可能只剩下甜蜜的烦恼:如何造更多的芯片,如何让股价满足分析师预期。
参考资料:
1、《英伟达h100加速卡物料成本仅3000美元,毛利率超90%!》—— 芯智讯
2、《疯狂的h100》——硅基研习社
3、《谁卡了英伟达脖子》——远川研究所
4、《is cowos capacity causing a gpu shortage》——phil garrou.