芯片，太热了
来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自DCD，谢谢。
随着芯片公司竞相以前所未有的速度生产功能越来越强大的芯片，数据中心提供商还能跟上多久？
Nvidia 的 1kW B200 Blackwell GPU 尚未交到客户手中，但这家半导体巨头已经公布了其继任者：Rubin。
此外，Nvidia 首席执行官黄仁勋似乎对公司最近 3 万亿美元的市值并不满足，他还宣布，公司更新后的路线图将每年推出一个新产品系列。
Nvidia 显然已将目光锁定在巩固其市场主导地位和在 Blackwell GPU 发布前满足客户日益增长的需求上。这让制造商在供应方面难以跟上步伐，证明了这仍然是 Nvidia 的世界，我们都生活在其中。
然而，有传言称，Nvidia 并不是唯一一家将功耗提高到 1kW 及以上的公司。AWS 最近透露，其下一代 Trainium3 芯片可能会消耗类似的电量，而英特尔则被认为正在研发一款功耗可能达到 1.5kW 的芯片。
AMD 首席执行官苏姿丰博士也利用她在台北国际电脑展的主题演讲中同样宣布，该芯片公司每年都会向市场推出一款新产品。
但是，在试图支持不断增长的工作负载时，特别是在生成式人工智能蓬勃发展的背景下，硬件公司是否即将开始超越数据中心基础设施？这种争夺芯片制造王牌的持续竞争会对地球产生什么样的环境影响？
当芯片功率超过 1,000 瓦时，就需要液体冷却。虽然自 20 世纪 60 年代以来，这种技术一直用于冷却计算硬件，但现在我们可能已经接近其技术极限。
虽然单相浸入式液体冷却目前可以达到 1kW 左右 - 刚好与 Nvidia 保持同步，但两相浸入式冷却 - 可用于处理具有更高 TDP 的处理器，这并非没有挑战，因为改造数据中心以支持该技术可能很复杂且成本高昂。
还值得注意的是，距离 Blackwell 发布已有数月，Nvidia 仍未确认其液冷 GB200 DGX SuperPod 的最佳冷却温度。
然而，更令人担忧的是，两相冷却中使用的昂贵介电液体可能含有氟碳化合物或全氟烷基物质 (PFAS)，这些合成化学物质也被称为“永久化学物质”。这些物质在释放到环境中时不会分解，因此会随着时间的推移在人或动物体内积聚。
在最近于伦敦举行的一次活动中，HPE 的一位高管表示，其液冷技术目前可以支持 Nvidia 的整个产品组合，但他补充说，必须承认芯片的发展方向只有一个，因此功率限制可能会成为未来的一个限制因素。
因此，目前还不清楚它能在多长时间内跟上 Nvidia 和其他芯片制造商的高速产品路线图。
让问题更加复杂的是，智库 Interface 最近发布的一份报告称，开发化学清洁解决方案或将不含 PFAS 的化学替代品推向市场可能需要数十年时间。同样，Nvidia 计划每年发布一个新系列的 GPU，人们只能假设这些 GPU 的性能会越来越强大。
而令人担忧的不仅仅是我们如何让这些未来的芯片保持凉爽。
随着人工智能工作负载的增加，尽管 1kW 芯片尚未成为数据中心的主流，但据估计，到 2030 年，美国将需要 47GW 的增量电网容量来满足数据中心驱动的负载增长。
另外，同一份 Interface 报告警告称，欧盟希望在《欧盟芯片法案》下推动的半导体制造水平，可能会导致欧洲大陆的工业产生与欧洲化工、钢铁和航空业一样多的温室气体。
Blackwell 芯片的生产已经在台湾顺利进行，采用定制的 4NP TSMC 工艺制造。虽然台积电制定了 2050 年净零排放政策，并已采取措施尝试减少排放，但该公司的电力消耗是迄今为止最大的温室气体排放源。据报道，2023 年，台积电消耗了台湾整个电网的约 6%。
具体来说，这与目前台湾可再生能源发电量占比相同。
虽然台积电并不是台湾过度依赖进口化石燃料的罪魁祸首，但遗憾的是，随着该公司采用能源密集型的极紫外光刻工艺，其能5源消耗和排放量预计会大幅增加。
毫无疑问，高耗电芯片将越来越多地出现在人们的视野中，并且被购买的数量也将越来越大。现在是不是该是芯片公司和数据中心运营商联合起来进行评估的时候了，他们应该考虑一下地球，尤其是他们的数据中心，是否真的已经准备好接受能耗达到 1kW 及以上的硬件了？
中国存储芯片行业产业链全景图谱、领先企业分析及投资前景预测
一、定义及分类
存储芯片又称为半导体存储器，主要是指以半导体电路作为存储媒介的存储器，通常用于保存二进制数据的记忆设备，是现代数字系统的重要组成部分。存储芯片具有存储速度快、体积小等特点，广泛运用于U盘、内存、消费电子、固态存储硬盘、智能终端等领域。存储芯片分类较为广泛，按照用途可将其分为主存储芯片和辅助存储芯片；按照断电后数据是否丢失，可分为易失性存储芯片和非易失性存储芯片。
二、行业政策
近年来，国家大力支持存储芯片行业的发展，并出台相关政策。2023年6月，工信部等五部门印发《制造业可靠性提升实施意见》，提出要重点聚焦核心控制、电源驱动、IGBT、大算力计算、高容量存储、信息通信、功率模拟、高精度传感器等车规级汽车芯片，通过多层推进、多方协同，深入推进相关产品可靠性水平持续提升。2024年2月，安徽省人民政府印发《安徽省有效投资专项行动方案（2024）》，提出要实施集成电路领域关键技术攻关，支持动态存储芯片等重大项目。
三、发展历程
中国存储芯片行业的发展经历了四个时期，2016年以前，中国在存储芯片行业几乎没有生产能力。国内存储芯片供给侧主要依赖进口。2016-2018年是存储芯片行业的发展阶段。2016年3月武汉新芯宣布，将投资240亿美元在武汉打造一个世界级的存储芯片企业，集中精力研究生产NOR Flash和DRAM。长江存储和合肥长鑫于2016年成立，分别致力于生产NOR Flash、DRAM芯片。2018-2020年是存储芯片行业的自主创新阶段，2019年底，长江存储64层3D NAND闪存开始大规模量产。2020年4月，长江存储推出128层QLC 3D NAND闪存。兆易创新突破国外厂商在中低端容量的NOR Flash技术壁垒，推出各类NOR Flash产品。2020年-至今，随着全球对存储芯片需求的不断增长和技术的不断进步，中国存储芯片产业进入了高端突破阶段。国内企业在技术研发、生产规模和市场影响力等方面都取得了显著进展，开始与国际巨头展开竞争。
四、行业壁垒
1、技术壁垒
合格的存储芯片产品不仅需要在体积、容量、读写速度等性能指标满足市场要求，对于通用型存储芯片而言，还需要能适用于市场上种类繁多的各种电子系统。这要求相应的存储芯片设计企业具备从芯片、应用电路到系统平台等全方位的技术储备，这些都要求设计存储芯片企业有深厚的技术积累和行业经验，对新进入存储芯片行业的企业存在一定的技术壁垒。
2、客户壁垒
存储芯片的可靠性和稳定性对电子产品安全性而言意义重大。因此，下游客户对上游存储芯片供应商的选择极为谨慎。客户若要大批量采购，势必对市场上符合基本要求、口碑较好的多款存储芯片进行可靠性、稳定性、兼容性等验证，从中挑选出合适的方案。由于验证时间长，客户一旦选定方案，通常不会轻易对存储芯片等核心器件进行更换。因此，在某一细分领域，一旦某一款存储芯片或者某几款存储芯片获得了客户认可，形成了良好的市场口碑，将对后进者形成壁垒。
3、人才壁垒
存储芯片行业是知识密集型行业。高素质的经营管理团队、富有技术创新理念的研发队伍和富有经验的产业化人才是存储芯片企业高速发展、保持竞争力的重要保障。目前，我国存储芯片行业的高端技术人才相对稀缺，而优秀的管理人才和产业化人才通常都集中于行业领先企业，存储芯片企业之间人才争夺激烈。对于市场新进入者而言，人才成为存储芯片行业的重要壁垒。
五、产业链
1、行业产业链分析
存储芯片产业链上游主要是原材料和半导体设备，其中，原材料主要包括硅片、光刻胶、抛光材料、电子特种气体等；半导体设备主要包括光刻机、刻蚀设备、清洗设备、PVD、CVD等。产业链中游主要为存储芯片的生产制造。产业链下游主要为存储芯片应用领域，主要包括消费电子、信息通信、汽车电子等。
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