在人工智能革命的推动下，将开发出创新的服务器半导体，以提高计算能力和带宽，同时保持低能耗。这一市场将增长12.8%，到2029年达到2,050亿美元。
对整个半导体市场的贡献巨大
随着人工智能和机器学习前沿模型的增长，用于存储、处理和互连的硅含量增加，服务器中的半导体价值也将随之增加。
服务器设备市场将使整个半导体市场受益。解决带宽、延迟、处理能力和功耗方面各种挑战的新技术方法也将推动市场增长，例如 GPGPU、AI ASIC、CXL、光I/O、CPO或提高能效的宽禁带半导体等。
这些创新将为半导体市场带来更多价值。据预测，到2029年，数据中心的半导体价值将达到约2,050亿美元，2023-2029年的复合年均增长率来到12.8%。这将占整个服务器市场的65%。到2029年，这2,050亿美元将占整个半导体市场的26%。
将占这一市场最高份额的将是内存和处理，而光技术将有最大的增长（~35%），其驱动力是用于400G及更高速光收发器的新兴光芯片，因为预计2030年前将达到3.2Tb。
除了插拔式设备，光I/O和CPO还将整合服务器和网络。由于人工智能服务器（耗电量几乎是标准服务器的十倍）的集成度越来越高，3kW以上的电源供应单元（PSU）的市场价值将增加。相比之下，小于1kW的PSU的市场价值预计将略有下降。预计在2029年，将有约2500万个晶圆是为数据中心所制。这约占全球产量的 17%。
数据中心技术创新层出不穷
在服务器技术的动态发展中，分解技术的出现正在重塑数据中心基础设施。人工智能（AI）的发展推动了传统上用于人工智能训练的GPU的细分市场。一种专用于AI任务的变型——GPGPU正在兴起，而AI ASIC则因其专业化和能效而日益突出。人工智能的普及提高了旨在加速人工智能技术的协处理器的附着率，而GPU目前处于领先地位。在数据流升级的推动下，人工智能推理和训练正逐渐从计算服务器中的CPU转出。GPU和AI ASIC加速器推动了这一转变。
在网络领域，数据中心分解和虚拟化利用SmartNIC和DPU来卸载CPU，这就要求在封装、芯粒、高带宽内存 (HBM)、存储内处理和non-x86架构方面取得进步。利用PCIe物理层实现的CXL可提高数据中心的缓存一致性、分解性和可组合性，其主要驱动力是内存。
光技术在光I/O、提高内存和处理器之间的带宽以及2028年以后可能在数据中心里的集成方面正获得越来越多的关注。在电源方面，为提高电源装置的效率，越来越多的采用SiC和GaN等宽禁带半导体。创新封装方法（包括在中介层上堆叠HBM）探索光技术以应对半导体集成挑战。同时，以计算存储和存储内处理为特色，在内存单元里的计算和内存创新被认为是实现最佳性能的关键。
展望未来，报告强调了神经形态计算芯片、光学计算和量子计算等新兴技术在显著提高服务器长期性能方面的潜力。
高度分散但活跃的数据中心供应链
数据中心供应链的特点是高度分散，GAFAM（Apple、Amazon、Meta、Google、Microsoft）和中国的BAT等主要企业通过2022年超过1320亿美元的巨额投资占据主导地位，这些投资主要分配给服务器和网络。
未来趋势表明，在向混合云服务和边缘计算扩展的同时，重点将放在数据中心的建设上。特别是中国，在5G、加密货币、大数据、人工智能等应用以及疫情期间对远程工作/教育的需求的推动下，将数据中心指定为其"新基础设施"的关键要素。
2024年的市场前景强调人工智能服务器的增长，其中HPE、DELL和Inspur占据可观的市场份额。这些公司与主要数据中心所有者结盟，对设备供应商具有影响力，因此拥有相当大的议价能力。内存设备由Samsung、SK Hynix和Micron主导，而Intel、AMD、ARM和Nvidia等主要芯片供应商则积极开发用于人工智能、HPC和边缘计算的设备和加速器，推动了云数据中心和企业的需求。
在处理器市场，Intel、AMD和Nvidia控制了90%的CPU市场和几乎所有的GPU市场，并利用战略投资和收购建立了全面的生态系统。光技术由Coherent、Lumentum、Broadcom和Trumpf控制，而功率器件则集中在Infineon领先，其次是Onsemi和STMicroelectronics。
传感器在数据中心的应用有限，主要集中在温度传感器和MEMS振荡器上，其中SiTime MEMS定时器在为数据中心服务器的高带宽要求提供精确定时源方面发挥着重要作用。
本文是基于Yole Group《Semiconductor Trends in Data Centers 2024》市场及技术趋势分析报告编撰，欢迎联系后台订购完整内容。
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