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英偉達與臺積電共生關係陷「中年危機」,Blackwell生產問題成導火索

2024-10-18 03:33

據The Information報道,在當前的人工智能熱潮中,英偉達與芯片製造商臺積電之間的合作關係佔據着舉足輕重的地位。然而,英偉達新芯片生產過程中出現的問題,預示着兩者之間的合作關係正承受着越來越大的壓力。雙方之間出現的相互指責,凸顯出在人工智能芯片需求急劇膨脹的背景下,這兩家公司在業績層面正面臨着前所未有的巨大挑戰。

Blackwell生產問題成為導火索

今年3月,英偉達CEO黃仁勛曾大肆宣揚名為Blackwell的新芯片,該系列芯片專為運行最新、性能最強大的人工智能軟件而設計。微軟CEO薩提亞·納德拉(Satya Nadella)、特斯拉CEO埃隆·馬斯克(Elon Musk),以及幾乎所有科技行業重量級人物,在英偉達發佈該芯片的消息時,都對Blackwell給予了高度讚譽。最終,這款芯片的生產重任落在了英偉達的長期合作伙伴臺積電身上。

然而,好景不長,對這款芯片的讚美之聲很快就被英偉達與臺積電之間的互相指責所取代。據兩位知情人士透露,在黃仁勛宣佈這一消息后的幾周內,英偉達的工程師在測試Blackwell芯片時發現,該芯片在數據中心常見的高壓環境下會出現故障。

部分問題可能源於英偉達Blackwell設計方面的缺陷,但臺積電的兩名員工表示,另一個因素是英偉達在生產過程中對臺積電的要求過於緊迫,使得臺積電沒有像對待另一個主要客户蘋果那樣擁有足夠的時間來解決問題。

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圖注:英偉達聯合創始人兼CEO黃仁勛

有關這些問題的消息在8月份被曝光。據三名致電臺積電投資者關係團隊的股票交易員透露,當股東們對此感到不安並聯系該公司時,臺積電的投資者關係部門將責任歸咎於英偉達。

與此同時,英偉達的其他工程師則指責臺積電採用的新技術(即將不同種類的芯片封裝在一起)減緩了Blackwell的生產速度。據股票交易員和三名參與芯片生產的人士透露,這一解釋很快便在關注這些公司的金融分析師中流傳開來。

英偉達對臺積電施壓越來越大

儘管這一事件可能只是雙方數十年合作關係中的一個小插曲,兩家公司預計這些問題會將Blackwell的發佈推迟幾個月,但它卻凸顯出,隨着大量資金湧入人工智能業務,英偉達對臺積電施加的壓力越來越大。

爲了鞏固自己在人工智能芯片領域的霸主地位,英偉達正積極推動其合作伙伴每年(而非每兩年)推出一種新的架構。爲了滿足英偉達的需求,臺積電一直在竭力擴大其最新芯片封裝技術的生產能力,並設定了至2026年其產能每年增長60%的目標。然而,臺積電在提升產能方面所面臨的挑戰不容忽視,因為其在中國臺灣地區的生產設施擴張遭遇了重重困難。

這兩家公司的合作關係影響深遠。英偉達的市值已飆升至3萬億美元以上,截至周二,它已成為僅次於蘋果的全球第二大上市公司。其芯片已成為OpenAI、微軟、亞馬遜等全球頂尖初創企業和大型科技公司運行人工智能軟件的標杆。

根據研究公司TechInsights的數據,去年英偉達在加速人工智能任務芯片市場中佔據了95%的份額。在截至7月28日的第二季度中,英偉達創造了300億美元的收入,同比增長高達122%。

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圖注:英偉達和臺積電市值增長趨勢

而諮詢公司波士頓諮詢集團的數據顯示,臺積電在先進芯片製造領域佔據主導地位,佔據了該業務的92%。截至6月30日的第三季度,臺積電的收入增長了40%,達到208.2億美元。儘管如此,由於英偉達的營收規模更大、利潤率更高、增長率也更為迅猛,其市值幾乎是臺積電的四倍。

30年合作建立起高度共生關係

在近三十年的攜手合作中,英偉達與臺積電之間形成了一種高度共生的關係。英偉達依賴臺積電將其創新的芯片設計轉化為現實產品,因為在這個領域,沒有其他製造商擁有大規模生產尖端圖形處理單元(GPU)所需的專業技術。而英偉達的GPU不僅在視頻遊戲領域佔據主導地位,同時在人工智能應用中也發揮着關鍵作用。

今年6月,當臺積電宣佈將提高芯片代工價格時,英偉達不得不接受這一現實,因為在最先進的芯片製造技術方面,臺積電依然領先於其他競爭對手,如三星電子和英特爾。

與此同時,英偉達產品的強勁需求也使其成為臺積電的重要客户,僅次於蘋果,佔據了臺積電去年總收入的10%。此外,英偉達還是臺積電不斷擴展的先進封裝服務的最大客户之一。

另一個維繫臺積電與英偉達合作關係的紐帶是93歲的臺積電創始人兼前CEO張忠謀。儘管已經退休,但他在公司內仍具有深遠的影響力。張忠謀非常重視長期客户的忠誠度,對於那些試圖將業務轉移到其他製造商的客户,當他們想要重返臺積電時,他會提高他們的代工費用。

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圖注:英偉達和臺積電年度收入

然而,儘管如此,仍有跡象表明英偉達正在尋求減少對臺積電的依賴。據兩位直接參與相關談判的人士透露,英偉達正在探索與三星電子合作生產其新型遊戲芯片的可能性,這種芯片相較於最新的人工智能芯片來説製造難度更低。這兩位知情人士還表示,英偉達目前正與三星就生產這些芯片的價格進行談判,目標是獲得比臺積電同一代芯片製造技術價格低20%至30%的優惠。

對此,英偉達的一位發言人表示,該公司已經對Blackwell芯片進行了調整,以提高產量,並相應地調整了發貨時間表。該發言人還強調,臺積電「仍然是一個優秀且有價值的合作伙伴」,多年來為支持英偉達及其客户做出了大量投資。

臺積電和三星方面拒絕就此事發表評論。

張忠謀的一諾千金

英偉達與臺積電的合作始於1995年,那時兩家公司都還處於創業初期。黃仁勛親自致信張忠謀,尋求在生產芯片方面的合作機會。

對於英偉達來説,與臺積電合作的一大吸引力在於臺積電自1987年成立以來就堅守的承諾:永遠不會通過設計自己的芯片與客户競爭。這一決定讓臺積電專注於提供製造服務,從而增進了兩家公司之間的信任,並有效避免了可能因知識產權而引發的嚴重糾紛。

在合作初期,英偉達完全依賴臺積電來生產其芯片,這些芯片主要面向遊戲業務。隨着時間的推移,英偉達開始嘗試與更多的芯片代工廠合作,如聯華電子和中芯國際等,以在談判中獲得更大的優勢,並爭取更優惠的報價。

然而,隨着英偉達芯片設計的日益複雜,臺積電逐漸成為唯一能夠勝任其芯片製造的合作伙伴。21世紀初,智能手機市場的爆炸式增長進一步鞏固了臺積電的技術領先地位,使其能夠擊敗英特爾、三星等競爭對手,成為英偉達不可或缺的合作伙伴。

不過,英偉達與臺積電的關係在過去幾年里也經歷了不少波折。2008年,蘋果、戴爾和惠普電腦中使用的許多英偉達GPU在高温下出現故障。起初,英偉達指責臺積電使用了有問題的芯片封裝材料,但隨后英偉達承認,這些問題可能部分源於其自身的設計缺陷。為此,英偉達投入了數百萬美元來解決這些問題。

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圖注:臺積電晶圓工廠內部

到了2009年和2010年,英偉達再次與臺積電產生矛盾,指責臺積電生產問題導致的芯片短缺阻礙了英偉達的銷售。在2010年的一次電話會議上,黃仁勛甚至表示,臺積電的供應問題將使該公司損失1億至2億美元的銷售額。

儘管雙方在合作過程中經歷了不少波折,但它們在致力於尖端研究的長期投資方面卻保持着高度的一致性。這種長期投資的戰略眼光,最終幫助這兩家公司鞏固了它們在半導體行業的主導地位。

在英偉達,該公司對於人工智能領域的重大押注是其長期投資戰略的重要組成部分。英偉達通過開發計算統一設備架構(CUDA)等軟件,為開發者提供了將GPU用於執行與圖形無關的一般計算任務的能力,從而極大地拓展了GPU的應用範圍。

《芯片戰爭》一書的作者克里斯·米勒(Chris Miller)曾表示:「英偉達已經證明了自己在技術上追求快速進步的決心和能力,從歷史上看,他們一直很擅長這一點。而臺積電則與英偉達有着完全相同的風格,同樣致力於在技術上不斷取得突破。」

在2008年全球金融危機爆發后,臺積電一度似乎失去了對未來大舉押注的勇氣。當時,張忠謀將CEO一職交給了繼任者蔡力行。然而,在金融危機的衝擊下,蔡力行選擇了縮減員工規模和削減成本等保守措施。但張忠謀對此並不認同,他於2009年重返臺積電擔任CEO,並決定在員工和技術方面進行大規模投資,以確保臺積電能夠獲得更多的業務。

張忠謀將臺積電的資本支出增加了一倍,這一舉措幫助臺積電實現了技術突破,併成功製造出越來越先進的移動處理器。這一成就不僅使臺積電在技術上保持了領先地位,還幫助它達成了與蘋果的合作協議,為iPhone生產由蘋果自己設計的處理器。

如今,蘋果仍然是臺積電最大、最重要的客户之一。同時,蘋果也一直是臺積電最先進的製造工藝的試驗田,這有助於臺積電不斷增加新的生產線,提升產能和技術水平。

一次緊張的會議

如果人工智能的發展勢頭得以延續,英偉達對於臺積電的業務影響力或將最終與蘋果並駕齊驅。

自2022年末人工智能領域掀起熱潮,特別是OpenAI推出ChatGPT之后,用於驅動人工智能模型和應用程序的芯片銷量呈現出爆發式增長。在今年1月28日結束的2024財年,英偉達實現了609.2億美元的收入,這一數字是上一財年總營收的兩倍有余。對於該公司而言,芯片短缺的問題日益嚴峻,消除生產瓶頸的需求也隨之變得更加迫切。

據兩位知情人士透露,在最近的一次高層會議上,黃仁勛、臺積電董事長兼CEO魏哲家及雙方公司的高管進行了深入交流。當黃仁勛提出希望臺積電能在其中國臺灣主要工廠之外,為英偉達單獨設立一條先進的封裝生產線時,雙方之間的緊張氛圍開始顯現。

臺積電的高管們對英偉達的這一提議表達了擔憂,他們顧慮到此舉可能帶來的高昂成本,以及可能對其整體擴張計劃造成的潛在干擾,因為其他客户或許也會提出類似的需求。會議中的討論變得異常激烈,以至於部分臺積電高管開始質疑英偉達作為臺積電重要客户的地位。最終,魏哲家親自出面,以平息這場緊張的對峙。

與此同時,英偉達正承受着日益加劇的壓力,它需要不斷推出更出色的芯片設計,以保持其競爭優勢,並滿足市場對於更強大計算能力的迫切需求。

今年8月,亞馬遜CEO安迪·賈西(Andy Jassy)承認,雲計算行業對能夠替代英偉達產品的低成本芯片的興趣正日益增長。作為英偉達芯片的重要客户,亞馬遜龐大的雲計算部門在這一趨勢中扮演着關鍵角色。不僅如此,亞馬遜、谷歌、Meta和微軟等科技巨頭也紛紛投身於人工智能芯片的設計研發之中。

知情人士表示,這一趨勢給英偉達的工程師們帶來了前所未有的壓力,他們急需在確保芯片低能耗的前提下,探索出提升計算能力的新途徑。這直接導致了芯片設計的複雜度大幅提升,進而增加了設計過程中出現錯誤的風險。

今年3月,當黃仁勛展示最新的Blackwell芯片時,英偉達的芯片工程師們感到既自豪又擔憂。他們已經在測試由臺積電生產的芯片樣品,並預料到可能會遇到一些挑戰。儘管如此,他們仍希望能夠迅速定位並解決潛在問題,以確保芯片量產計劃順利進行。

然而,現實卻比他們預想的更為嚴峻。在最近的一次財報電話會議上,英偉達證實,他們需要調整Blackwell芯片的設計,以提升製造產量。這意味着,儘管英偉達計劃在第四季度啟動大規模生產,但芯片的大量出貨可能要推迟到明年第一季度。與此同時,英偉達也不得不承擔因解決延迟問題而產生的額外成本。

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