ChatGPT“空降”，英伟达的时代是如何到来的？
原文来源：半导体产业纵横
作者：汤之上隆
图片来源：由无界 AI 生成
2023年Q2半导体厂商销售额排名
2023年8月14日，美国研究公司Semiconductor Intelligence公布了2023年第二季度（Q2）半导体厂商销售额前15名的排名。
不过，我（汤之上隆）对这个排名感到失望。原因是中国台湾台积电的排名未知，于是，我看了一下台积电的财报数据，并将其加入到半导体情报排行榜中（图1）。
图1 销售额排名前15位的半导体制造商（2023年第一季度和第二季度）来源：作者根据Semiconductor Intelligence和台积电财报数据
从结果来看，第一名是台积电，第二名是英特尔，第三名是三星，第四名是英伟达，第五名是博通，第六名是美国高通（第四名和第五名是预测的）。
日本厂商中，车载半导体业务实力雄厚的瑞萨电子排名第15位，但生产NAND的铠侠似乎已经跌出了前15名。
值得注意的是，从 2023 年第一季度到第二季度，英伟达增长了 69.2%。英伟达使用财政年度 (FY) 而不是日历年度 (CY) 进行账目结算（图 2）。因此，公布财报的时间与英特尔和三星在CY公布财报的时间相差一个月。因此，英伟达的销售额在半导体情报排名中被写为“预测”。
图2 英伟达的FY（财政年度）和CY（日历年）之间的差异
那么英伟达真正的排名在哪里呢？真的是第四名吗？
在本文中，我们首先考察英伟达的季度销售数据。接下来，我将尝试与前三大半导体制造商台积电、英特尔、三星和英伟达的销售额进行比较。此外，生成式AI的爆炸式传播，例如2022年11月30日发布的开放式AI“ChatGPT”，是英伟达销量快速增长的背后原因。除此之外，我还会谈谈英伟达未来可能在半导体厂商销量排名中发挥主导作用的前景。
三大半导体厂商与英伟达对比
图3显示了英伟达的季度销售额和营业利润趋势。如上一节所述，英伟达使用其财年 (FY) 来报告其业绩。因此，2024年第一季度是2023年2月至4月，2024年第二季度是2023年5月至7月，英伟达预测的2024年第三季度是2023年8月至10月。
图3 英伟达季度销售额和营业收入（英伟达预测2024年Q3）来源：英伟达财报
再看图3，季度销售额从2024年Q1（2023年2月到2023年4月）的72亿美元增长到2024年Q2（2023年5月到7月）的135亿美元，可以看到规模翻了一番。
我们该如何将这个FY 英伟达与以CY结算的台积电、英特尔、三星进行比较呢？由于很难进行与时间一致的比较，对于台积电等CY 来说，销售额是在 3 月、6 月、9 月和 12 月绘制的，这是季度财务业绩的最后几个月。我创建了一个图表绘制 4 月、7 月、10 月和 1 月的销售额（图 4）。
图4 英特尔、三星、台积电、英伟达的季度销售额（各公司会计期末绘制） 来源：作者根据各公司财务报表制作
英特尔在2017年3月之前一直位居第一，但由于内存泡沫而迅速增长的三星在2017年6月至2018年9月期间跃居第一。然而，之后内存衰退到来，英特尔在2018年12月之后再次回到了榜首位置。
此后有一段时间，英特尔排名第一，三星排名第二。然而，当2022年新冠特殊需求开始崩溃时，英特尔的销售额在2021年12月之后迅速下滑，三星在2022年6月之后，以及自2019年以来稳定增长的台积电，在2022年9月超越该公司，跃升为第一名。自2022年12月以来，台积电的销售额也大幅下滑。
在这种情况下，英伟达从2023年4月到同年7月的销售额大幅增长。虽然结算时间相差一个月，无法直接比较，但从图4来看，2023年6月到7月左右，台积电第一，英伟达第二，Intel第三，三星第四。
此外，如果台积电2023年9月后销售额继续下滑，预计同年10月销售额将达到160亿美元的英伟达跃居榜首也不是痴人说梦。如果这种情况发生，成立于 1993 年的英伟达将历史上首次成为收入第一的半导体公司。
但英伟达快速进步的驱动力是什么？
ChatGPT的爆炸性传播
ChatGPT 于 2022 年 11 月 30 日由 Open AI 发布，在全球范围内迅速流行。达到一亿活跃用户所需的时间，Facebook 为 54 个月，X（旧推特）为 49 个月，Instagram 为30 个月，LINE 为 19 个月，TikTok 为 9 个月，ChatGPT表示只有两个月。
其成绩也迅速提升，2023年1月MBA期末考试答案被评为B（及格水平），同年2月美国医学资格考试正确答案率达到及格线，而同年3月有报道称，GPT-4在5月份美国律师资格考试中得分进入前10%，达到了近五年来通过日本国家医师考试的水平。
以ChatGPT为起点的生成式AI热潮无边无际，此后高科技公司纷纷着手开发生成式AI。这一代AI使用了一种称为图像处理处理器（GraphicsProcessingUnit，GPU）的半导体。英伟达在 GPU 领域拥有垄断地位。
在这里，什么是生成式人工智能，它的工作原理是什么？GPU 扮演什么角色？
ChatGPT有两个步骤
图5我们将解释ChatGPT等生成AI的机制。生成式人工智能的步骤分为两个阶段：学习和推理。
图5 生成式AI原理及所用AI半导体（英伟达GPU）
首先，将互联网上的文本数据、图像数据等大数据加载到搭载英伟达 GPU等AI半导体的服务器（以下简称AI服务器）中。那时，GPU等人工智能半导体会学习数据。
然后，当用户在聊天中写下问题时，人工智能服务器上运行的生成式人工智能会做出推理并给出答案。那时，在AI服务器上进行推理的是英伟达的GPU等AI半导体。
由此我们可以看出，生成式AI可以说是“类似软件”，运行在安装在AI服务器上的AI半导体（例如英伟达GPU）上。
ChatGPT 等生成式人工智能的传播和扩展是无限的。如此一来，在半导体市场上，英伟达的GPU短缺问题日趋严重。在这种情况下，开发生成式人工智能的高科技公司正在竞相收集尽可能多的英伟达 GPU。
英伟达的 GPU 有多种类型，但最受追捧的是台积电 7nm的 A100（每个 10,000美元）和 H100（每个 40,000 美元）。不管它有多贵，考虑到单个 DRAM 是 10 美元，苹果的iPhone 处理器是 100 美元，英特尔的 PC 处理器是 200 美元，我从来没有见过 GPU 成本在 10,000 美元到 40,000 美元之间，不存在贵得离谱的提示。
快速扩张的数据中心对 AI 服务器 GPU 的需求
图 6 显示了英伟达按业务领域划分的季度销售额。最初，英伟达的GPU是为游戏机开发的半导体。从图 6 中可以看出，直到 2020 财年（2019 年实际情况）左右，游戏 GPU 销量才是最大的。
图6英伟达按业务领域划分的季度销售额
在这样的情况下，人们发现能够并行处理大量图像的GPU最适合AI半导体。在我的记忆中，大约在2016年到2018年，英伟达 GPU经常被用于汽车自动驾驶的AI半导体中。
然而，从图6来看，汽车GPU的销量并没有那么大。究其原因，是汽车的全自动驾驶尚未普及，而以美国特斯拉为首的自动驾驶先驱者已经开始为全自动驾驶汽车开发自己的AI半导体。
而从2023财年左右（实际上是2022年）开始，英伟达内部用于数据中心AI服务器的GPU销量将迅速增长。用于 AI 服务器的 GPU 销量在 2024 财年（实际上是 2023 年）出现爆炸式增长。
在人工智能服务器 GPU 需求激增的推动下，英伟达的收入（大概）超过了英特尔和三星，并逼近台积电。如果这种势头持续下去，台积电可能会反超。
自2010年起，半导体销量大的英特尔、三星、台积电被称为“三巨头”。然而，英伟达却突然加入了争夺顶级行列的行列。未来发展，英伟达可能会成为半导体销量第一。显然，英伟达的时机已经到来。