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半导体、芯片、显卡,到底都是些啥?
2 小时前   浏览:43   作者:小萍子

这几天,AI 领域接连发生了两个标志性事件。

7月17日,月之暗面发布 Kimi K3,在 Frontend Code Arena 榜单上以 1679 分登顶,超越了 Claude Fable 5 和 GPT-5.6 Sol。这是第一个在这个榜单拿第一的中国大模型。当然这只是在前端开发领域,月之暗面自己也承认综合能力还在第 9 名左右。

10天后的7月27日,长鑫科技在科创板挂牌。开盘价 49.5 元,较发行价暴涨 471%,市值瞬间冲上 3.31 万亿,直接超过工商银行成了 A 股新的“一哥”。全天成交 1412 亿,也是 A 股历史上第一只单日成交破千亿的股票。

应用层的大模型在前线冲锋,底层的芯片巨头在资本市场登顶。这几年随着 AI 热潮,晶圆、芯片、显卡、GPU 这些词汇天天出现在我们身边。听得多了,很多人其实越听越晕:这些东西天天说,它们之间到底是怎么回事,有什么关系?

我想了半天怎么把这些概念讲清楚,考虑到大家的专业背景不同,我就拿做面包打个比方吧。

半导体就是面粉。硅、锗这些材料,导电性介于导体和绝缘体之间,所以叫半导体。手机、电脑、汽车里所有“智能”的东西,底层全是半导体材料做的。

晶圆就是揉好、发酵的大面团。把提纯后的硅熔化成液体,拉成一根圆柱形的单晶硅棒,切成一片片薄圆片,打磨抛光后就是晶圆。它是芯片的地基,所有电路都是在晶圆上一层层造出来的。

芯片(也叫集成电路),是从大面团上切割出来的小面团。把设计好的电路图通过光刻、刻蚀、沉积等几十道工序,一层层印在晶圆上。指甲盖大小的芯片,集成了上百亿个晶体管,相当于一座微型城市。

GPU 本身也是一种芯片,专为并行计算设计。同样是小面团,传统的 CPU 是揉成圆球一个一个烤,GPU 则是压扁摊平、整盘整盘送进烤箱。AI 要求的深度学习,要的就是这种“一次烤一整盘”的能力。

显卡则是一块切片装袋、拿起来就能用的成品面包。上面焊着 GPU 芯片、显存颗粒、供电模块和散热器。GPU 芯片是它的心脏,但整张显卡才是消费者买回家、插上电脑就能用的成品。

不过,光有硬件没有电,机器也跑不起来。按照现在的价格,跑一次 GPT-4 级别的训练,电费加上服务器折旧大概要 1 到 2 亿美元,其中 GPU 占了绝大部分成本。

理解了这一点,也就明白了英伟达的市值凭什么能冲上 3 万亿美元——它卖的不只是显卡,它简直是 AI 时代的“石油公司”,垄断了算力开采的工具。

搞懂了这些概念,咱们国内跟美国相比,在这条庞大的产业链上到底走到哪一步了?

先说能让人提气的部分,长鑫的上市是一个绝对的标志性事件。

长鑫做的是 DRAM,也就是存储芯片,平时用的内存条。这个市场过去二十多年被三星、SK海力士、美光三家牢牢把持,拿走了全球 95% 以上的份额。长鑫是中国大陆唯一能量产 DRAM 的公司,2016 年成立,2020 年量产,到去年底已经吃下了全球 7.67% 的份额,排在全球第四。

它的财务数据非常直观地展现了这个行业的陡峭曲线:2023 年亏了 163 亿,2024 年亏了 71 亿,前期烧钱烧到肉疼。但到了 2025 年瞬间扭亏为盈,赚了 18.75 亿;进入 2026 年一季度,单季营收 508 亿,利润 247 亿,同比暴增 16 倍。存储芯片是半导体行业的风向标,能把存储做出来,意味着从设备到材料到制造的整条供应链,已经被完整拉通了一遍。

除了存储,另一个好消息是成熟制程的产能爆发。28nm 及以上的芯片,中国现在的产能占全球三成,而且还在快速扩张。这类芯片虽然跑不了 AI 大模型,但汽车、家电、工业设备、物联网全离不开它。在不需要最尖端技术的领域,中国的供应链已经基本能跑通了。

但只要涉及到 AI 最核心的算力,情况就没那么乐观了。

AI 芯片的核心无非三块:设计、制造、封装。

设计层面,华为的昇腾 910B 在硬件算力上已经接近英伟达的 A100。考虑到 A100 是 2020 年的产品,硬件上我们大概落后三到四年。

但真正的鸿沟在于软件生态。英伟达的 CUDA 是它最深的护城河,十几年积累下来,全球的开发者和主流深度学习框架全部默认绑定在 CUDA 上。

华为也有自己的生态 CANN,但用的人太少,配套不够完善。一个开发者用英伟达的卡,开箱就能跑;用昇腾,大概率要折腾好几天。生态这东西砸钱砸不出来,需要庞大的用户规模去使用再迭代,华为想追上,至少还需要三到五年。

制造层面,才是最头疼的地方。全球 7nm 以下的尖端制造,台积电和三星垄断了九成以上。中国大陆最先进的中芯国际主要量产 14nm。

而造尖端芯片必须用到 ASML 的 EUV 极紫外光刻机,一台 3 亿美元,由十万个零件组成,西方严格限制出口,中芯国际几年前订的那台至今没收到。

昇腾 910B 用的 7nm,是在没有 EUV 的情况下,用深紫外 DUV 光刻机通过多重曝光强行做出来的,良率、性能、功耗都打了折扣。随着荷兰连 DUV 也开始限制,这条路走得极为艰难。

相对而言,封装是我们差距最小的环节。长电科技、通富微电已经做到全球前五。在制程被卡死的情况下,大家开始搞“迂回战术”——也就是 Chiplet 小芯片方案,用先进的封装技术把多个相对落后的芯片堆叠拼在一起,性能也能扛一扛。华为已经在这么做了。

反观美国,它在 AI 产业链上玩的是顶层闭环。上游的设计全在它手里,中游的台积电、三星制造严重依赖美国设备和技术,下游的 OpenAI、微软这些巨头把应用和商业化玩得风生水起。

英伟达卖卡给 OpenAI,OpenAI 训练模型,接口跑在微软云上,微软赚了钱再去买英伟达的新卡。这套生态飞轮转得飞快,外人很难插进脚去。

面对这种局面,我们虽然有差距,但绝不是没有自己的优势。

一个是庞大的市场规模。中国每年进口芯片超过 3000 亿美元,比石油还多,这么大的池子养得起自己的生态。一个是迭代速度,应用落地、方案整合,国内团队卷出来的速度比硅谷快得多。

这场竞争现在看来好像输赢已判,但不一定,搞到最后,很可能会分化出不同的战线:

第一条线,是技术路线的分叉。GPU 不一定是 AI 计算的唯一终点,专门为 AI 设计的 ASIC 芯片、直接在存储器里计算的“存算一体”,甚至用光子代替电子的光子芯片,大家都在探索。在这些新赛道上,中美的技术积累差距没那么大,拼的是谁能先踩中正确的路线。

第二条线,是供应链的脆弱点。从台湾的晶圆厂,到荷兰的光刻机,再到乌克兰的高纯氖气,整条产业链任何一个环节被打断,都是震荡。我们的思路很明确:所有可能被卡的死角,哪怕贵一点、性能差一点,也必须自研备用,这是生存底线。

第三条线,也是最容易被忽略的隐藏变量:能源。AI 的本质是电老虎,训练一个大模型消耗的电力极其惊人。而中国拥有全球最大的电网、最庞大的光伏风电、最强的特高压输电技术,工业电价远低于欧美。当未来 AI 模型的成本一半以上都是电费的时候,廉价且稳定的电力就是最硬核的底座。

长鑫的上市和 Kimi K3 的登顶,放在一起看,恰好是这场博弈的两端:一端是底层硬件制造的艰难爬坡,一端是上层 AI 应用的狂飙追赶。中间虽然断点重重,但两端已经在加速向彼此靠拢。

美国靠的是市场驱动的“生态飞轮”,中国靠的是集中资源突破的“压强推进”。这不是一场三五年的短跑,可能会是一场长达数十年的全局马拉松。

让我们拭目以待吧,谁知道呢?



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