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2025-2030年全球与中国成鞋弯折角度试验机行业市场现
2025-08-12
前瞻科技研究：人工智能驱动单芯片PPA提升，背部供电将成为行业新趋势
- 2024-03-15 18:20:39上传人：初晴**nt
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投资逻辑：半导体行业受AI驱动将步入高速增长时代。2023年，尽管全球半导体销售总额较上一年下降8.23%，至5268亿美元，但自2023年9月以来同比增速已经回正，2023年12月销售额更是达到518亿美元，同比大幅增长19.12%，显示出行业复苏的明确信号。同时，在最近的国际固态电路会议（ISSCC，2024年2月18日至2024年2月22日）上，
- 一、 全球半导体市场进入加速增长期， AI将是最大驱动因素
- 二、人工智能相关应用驱动算力需求爆发性增长
- 1. 大语言模型参数量加速增长，所需算力增长速度远超半导体工艺演进速度
- 2. 传统摩尔定律受到物理定律限制，系统摩尔势在必行
- 3. 系统摩尔性能增速存在理论极限，仍无法满足人工智能巨大算力需求
- 4. 网络互联一定程度上突破系统摩尔上限，单片 PPA仍为性能提升的关键
- 三、背部供电，单片 PPA的新路径
- 1. 认识传统半导体
- 2. 传统半导体结构使晶体管缩放面临瓶颈，背部供电应运而生
- 3. 初代背部供电网络能够有效降低电压降低幅度，并帮助提升单位面积晶体管数量
- 四、众大厂布局， PowerVia先声夺人
- 五、背部供电工艺流程
- 六、PowerVia有望成就 Intel的下一个 FinFET时刻
- 七、投资建议
- 风险提示
- 图表1： 全球半导体市场规模重回增长区间
- 图表2： WSTS五月预期
- 图表3： WSTS十一月预期
- 图表4： 2030年全球半导体市场规模有望达到万亿
- 图表5： 2030年40%的半导体市场收入将来自于 HPC
- 图表6： 机器学习模型参数量翻倍所需时间在 2015年之后显著缩短
- 图表7： 摩尔定律
- 图表8： 大模型时代机器学习模型训练端所 需算力需求在 7.4个月内翻倍
- 图表9： 大模型时代机器学习模型推理端所需算力需求在 33.8个月内翻倍
- 图表10： 登纳德缩放自 2007年开始失效
- 图表11： 系统性能受限于系统中串行部分的比例
- 图表12： 系统摩尔在传统摩尔定律放缓的背景下通过系统级的创新保持性能增长
- 图表13： 系统摩尔存在能力上限
- 图表14： MFU随卡数增加下降
- 图表15： DOJO Training Tile
- 图表16： DOJO ExaPOD
- 图表17： 半导体制造分 为前端流程和后端流程
- 图表18： 传统半导体采用正面供电
- 图表19： 正面供电结构带来电压降（ IR Drop）问题
- 图表20： 通孔电阻随着制程下降加速增大
- 图表21： 电源和信号网络对于电路硬件的要求不同
- 图表22： BSBPR结构示意图
- 图表23： BSBPR的透射电镜图像
- 图表24： BSBPR将电压下降幅度缩减 7倍
- 图表25： 各供电方案关键指标比较
- 图表26： 通过背部供电可以节省片上空间以容纳更多晶体管
- 图表27： PowerVia和BPR结构对比
- 图表28： PowerVia降低前段工艺难度
- 图表29： PowerVia提升了6%的核心效率
- 图表30： 背部供电工艺流程
- 图表31： PowerVia工艺流程
- 图表32： PowerVia有望带来等效于两代晶体管缩放的 PPA提升
- 图表33： SoIC实现SoC纵向堆叠
- 图表34： PowerVia良率接近 Intel4
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