人工智能垄断会持续下去吗？英伟达与AI芯片的未来 - 彭博社

插图：文森特·基尔布莱德

每次你在ChatGPT中输入问题时，很可能在不知不觉中让几家垄断企业变得更富有。

事实上，如果你使用ChatGPT众多竞争对手中的任何一个，情况也没什么不同。几乎所有公司都使用英伟达的芯片，该公司销售约92%的特殊组件——称为人工智能加速器——使聊天机器人得以运行。英伟达依赖三家合作伙伴生产其半导体：韩国的SK海力士、台湾的台积电和荷兰的ASML控股公司。

每个供应商的市场地位几乎与英伟达一样稳固，甚至更胜一筹。

在许多行业中，这种主导地位可能会引起反垄断监管机构的拆分威胁。在科技领域，人们长期以来认为重要的创新可以导致公司主导市场，然后通过规模经济法则保持领先地位多年。这种情况发生在大型机和个人电脑、网络浏览器、搜索引擎、社交网络和移动软件上。

当一些早期的垄断结束时，很大程度上是因为竞争对手将它们拉下马，而不是政府监管机构像标准石油公司那样将它们拆解。人工智能可能会出现其“iPhone时刻”，即一项新发明几乎一夜之间使市场顶端的公司变得过时。也可以想象，人工智能根本不会产生该行业所承诺的改变世界的经济影响，从而结束淘金热。就目前而言，人工智能的垄断正在成为焦点。

四家企业主导AI供应链

产品市场份额及客户年收入预估

数据来源：彭博行业研究；彭博供应链分析

注：关系金额估算基于各公司最新完整财年数据。

从未有如此巨额的资本押注于这一领域。截至3月中旬，英伟达与其三大核心合作伙伴的合计市值已突破4万亿美元。仅英伟达一家就占标普500领先股指的6%。台积电和ASML已成为各自母国市值冠军。这些估值很大程度上基于一个预期：这些企业将在未来数年独占这个增长市场。

然而人工智能热潮已显现出不可预测的波动性，英伟达的竞争对手们正斥巨资研发在性能、速度和可靠性上能与其抗衡的芯片。

3月18日加州圣何塞，黄仁勋在英伟达GPU技术大会上摄影师：David Paul Morris/彭博社以下是关于新一代科技垄断巨头及其面临威胁的深度解析。

崛起之路

数十年来，英伟达以游戏而非AI闻名。其设计的图形处理器（GPU）能为《使命召唤》等游戏呈现逼真画面。GPU采用并行计算技术——多个处理器同步解决大量计算问题，速度远超传统计算机。十余年前，先驱研究者们发现这类芯片特别适合深度学习——这种类人脑的计算方式已成为当今ChatGPT热潮的技术基石。

英伟达首席执行官黄仁勋早年间就押注于一些研究人员，2016年向非营利初创公司OpenAI交付了一套价值12.9万美元的芯片，当时它还只是一个小实验室。“起初这几乎是个意外，"杰森·弗曼说道，他是哈佛大学的经济政策教授。“后来他们精明地利用了这个意外。”

为何人工智能正在创造史上最大垄断

9:00

收听《Here’s Why》播客，可在 苹果、 Spotify 或任意收听平台获取。

英伟达已经围绕一种名为"统一计算设备架构"的编程语言，建立了庞大的代码库用于其GPU芯片，这成为使用其芯片进行新型计算的唯一方式。由于众多AI工程师已习惯使用CUDA，即使获得大量资金支持的初创公司和谷歌开发的替代芯片也未能撼动其地位。就连曾经的芯片巨头英特尔公司也难以跟上。

3月18日，黄仁勋发布了最新一代性能更强大的英伟达芯片及相关软件Dynamo，他将其描述为"AI工厂的操作系统”。

各司其职

要让英伟达GPU发挥作用，需要配备强大的存储芯片——这种集成电路能在处理器运算时暂存数据。为此英伟达选择了韩国SK海力士，该公司掌控着全球五分之四的高带宽内存(HBM)芯片市场。SK海力士长期被本土竞争对手三星电子压制。直到2019年，其工程师创新性地解决了AI大数据处理中内存芯片的封装散热难题，至今三星仍未追平这项技术。

韩国SK海力士半导体工厂摄影师：赵成俊/彭博社英伟达虽设计GPU芯片，却不直接生产。事实上它没有任何工厂，而是将制造环节外包给台积电。这家台湾企业专精于代工生产客户设计的芯片，开创了晶圆代工模式，其制造工艺已让竞争者望尘莫及。2013年苹果公司开始将iPhone和iPad芯片订单从三星转投台积电，成为关键转折点。英特尔与三星耗费多年试图打破台积电在代工领域的垄断，均告失败。台积电去年披露，全球99%的AI加速芯片由其生产。

这甚至还不是AI领域最具统治力的垄断企业。享有这一殊荣的是ASML，一家以极客精神为傲、总部位于荷兰费尔德霍芬镇的公司。ASML是全球唯一能生产最先进芯片制造设备的厂商，台积电等企业依赖这些设备为英伟达和苹果生产符合规格的芯片。ASML的极紫外光刻机（EUV）每台比公交车还大，单价高达3.8亿美元，业内普遍认为未来可预见的时间内都不会出现竞争对手。

这些公司大多否认垄断说法，尤其反对关于其主导地位来自不正当手段或免受竞争压力的观点。英伟达发言人在声明中表示，公司与"商业供应商"、云计算提供商及AI企业存在竞争，“客户看重我们的全栈解决方案，并认可英伟达产品在所有云平台和企业本地部署的普适性”。台积电、SK海力士和ASML均拒绝置评。

2014年，ASML费尔德霍芬工厂员工正在装配一台Twinscan XT1000光刻机。摄影师：Jasper Juinen/彭博社### 那么这些企业算"垄断"吗？

从市场份额来看确实如此。定义可能因行业而异，但当某企业占据70%以上市场份额且存在竞争壁垒时，通常被视为垄断。

这些公司是否表现得像典型的垄断企业，这是另一个问题。当垄断企业能够利用其主导地位，比如向客户收取更高价格时，它们就会变得令人担忧。芯片价格确实在上涨。过去两年，英伟达的GPU价格飙升至每块高达9万美元。SK海力士和其他关键部件制造商也能够提高价格，主要是因为买家几乎没有其他选择。

财务数据中的压力显而易见。英伟达的毛利率（扣除生产成本后的收入占比）超过70%，即使在利润率通常高于其他行业的技术领域，这也是一个非常高的数字。（英伟达在市场上长期排名第二的竞争对手超微半导体公司的毛利率约为50%。）理论上，被迫购买更昂贵芯片的公司可以通过提高AI服务（如ChatGPT或Microsoft Copilot）的价格将这些成本转嫁给消费者。但这种情况尚未发生。目前来看，作为GPU主要消费者的硅谷科技巨头似乎愿意承担巨额计算成本，以保持在该领域的领先地位。

依赖英伟达及其合作伙伴的交织AI产业

预估供应链风险敞口

来源：彭博供应链分析

注：成本可能代表销售成本（COGS）或资本支出（CAPEX）。估算基于英伟达、SK海力士、台积电和ASML最近一个完整财年的数据计算。

根据彭博供应链分析，英伟达将其大部分产量——按收入计算约41%——仅提供给四家公司：微软公司、谷歌、亚马逊公司和Meta Platforms Inc.。这些公司均已告知投资者，他们无法获得足够的GPU来建设装满GPU的数据中心，以应对人工智能的激增需求。迄今为止，他们获得的GPU尚未为其云计算和广告业务带来太多回报。目前，股东们似乎愿意等待回报。

亚马逊Trainium 2芯片。与其他科技巨头一样，亚马逊正在开发自己的AI芯片，以减少对英伟达等公司的依赖。摄影师：Chona Kasinger/彭博社这一切并不意味着英伟达的客户对其压倒性的市场力量感到满意。他们正急于生产自己的AI芯片，以便至少部分地摆脱对其服务的依赖。亚马逊正在开发定制芯片。微软正在帮助英伟达的芯片制造竞争对手AMD进军AI加速器领域。甚至OpenAI也在向台积电提交芯片设计进行生产，以绕过英伟达。这一现实使得英伟达因产品定价过高而得罪其大客户的风险更大。

英伟达的供应商们或许占据着显著市场份额，但它们未必拥有垄断力量。以SK海力士为例，在2024年大部分时间里，它几乎是先进HBM3E芯片的唯一供应商。但英伟达作为其最重要的客户，使得双方议价能力趋于平衡。当时三星和美国美光科技正竞相完成同类芯片研发，因此SK海力士没有对英伟达实施价格压榨的动机（此后三星与美光的HBM3E芯片均获得了英伟达认证）。

垄断能持续吗？

科技垄断往往具有持久性。国际商业机器公司（IBM）曾完全掌控早期计算机使用的打孔卡市场，导致美国政府在1932年和1952年两度对其发起反垄断诉讼。当大型计算机兴起时，反垄断机构于1967年再次调查IBM的垄断行为。到1980年代个人电脑普及时，多数产品都预装微软Windows系统并搭载英特尔奔腾芯片——这一"Wintel"联盟至今仍主导市场。谷歌占据搜索引擎霸主地位超20年，而谷歌与苹果共同掌控智能手机操作系统也已超过十年。

1970年问世的IBM System/370是最早采用"虚拟内存"技术的计算机之一。图片来源：f8 Imaging/Hulton Archive/Getty Images研究科技垄断兴衰的学者指出，这类垄断通常难以撼动。某些情况下需要强监管与强劲竞争者共同制约霸主企业。正如微软联合创始人比尔·盖茨所言，在美国反垄断诉讼让巨头"分心"后，苹果和谷歌赢得了移动市场。芝加哥大学法学院研究计算垄断的兰德尔·皮克教授指出，IBM在反垄断阴影下出现PC芯片战略失误，最终将关键市场拱手让予微软和英特尔。

在其他情况下，正是创新最终淘汰了根深蒂固的行业巨头。黑莓公司和诺基亚公司曾被誉为手机行业的明星——直到苹果联合创始人史蒂夫·乔布斯推出iPhone。与此同时，微软也失去了对计算领域的绝对控制权。

Wintel联盟在桌面计算领域仍占有相当大的市场份额。但消费者、政界人士和反垄断律师的关注度已大不如前。“个人电脑不再是必需品，“皮克说道。

英伟达的垄断地位形成尚不足三年，市场力量似乎已在发挥作用，竞争对手、客户和众多初创企业正试图复制或重塑GPU技术。考虑到能从英伟达业务中分得一杯羹的巨大利益，这种现象并不令人意外。技术迭代的速度为灵活创新的公司提供了更多机会来利用行业巨头的迟缓反应，同时也让法律专家更难界定反竞争行为。“这是一个飞速发展的领域——如今发展速度更快，"佐治亚大学法学院副教授劳拉·菲利普斯-索耶表示。

目前，英伟达拥有更快的芯片、更强大的软件支持以及最成熟的供应链和销售渠道。对AI公司而言，只要供货充足，采购英伟达芯片集群相对简单。“如果我想购买AMD集群，实际上都不知道该找谁，"AI软件公司TitanML联合创始人杰米·德博林坦言。

然而，那些计划开发英伟达替代方案的云计算巨头拥有足够资源构成实质性威胁。内存芯片生产的竞争格局也可能迅速变化。即便是遥遥领先的台积电也并非无懈可击——即将上任的英特尔CEO陈立武明确表示将继续推进为其他公司代工芯片的雄心计划。四家企业中，ASML面临的竞争壁垒可能最高，目前尚无其他公司在极紫外光刻机领域取得实质性突破。

三月，台积电正在亚利桑那州建设的晶圆厂摄影师：Rebecca Noble/彭博社### 深度求索变量

今年一月中国初创企业深度求索发布低成本AI模型的消息重创英伟达前景，其单日市值蒸发近6000亿美元。该事件向市场传递出关键信号：热门AI应用或许无需巨额硬件投资即可开发。

尽管英伟达后续收复大部分失地，但行业共识认为：深度求索揭示的低成本AI模式将刺激全球对AI服务及底层硬件的需求。现实佐证是，科技巨头仍在加注AI——Meta扎克伯格计划今年斥资650亿美元建设AI基础设施，其数据中心规模将"覆盖曼哈顿大部分区域”。据彭博行业研究报告显示，微软、谷歌、Meta等全球七大科技公司2025年AI支出将达3710亿美元，较2024年激增44%。

从一个角度看，深度求索现象增强了英伟达的前景。这家中国初创公司报告称，由于美国对华出口限制，他们使用了稍早一代的英伟达芯片。深度求索创始人公开表示的少数观点之一就是：如果可能的话，他会使用更多这类芯片。

但深度求索采用的巧妙变通方案，从另一角度看却给英伟达带来了潜在问题。在训练ChatGPT等大语言模型的基础软件时，开发者通常使用软件运行计算并让集群内的芯片相互通信。常规情况下，计算和协调步骤是分时进行的。深度求索修改了英伟达PTX软件中的一条指令，使这些步骤能同步运行——本质上让模型在训练时保持同步且不拖慢速度。如果说英伟达CUDA软件像自动挡汽车，这个PTX修改就像手动驾驶。部分观察者认为，这种方法表明企业可能不需要最新款英伟达芯片也能打造有竞争力的模型。

咨询公司AlixPartners专注AI业务的执行合伙人纳里·辛格指出，深度求索的算法巧思"削弱了英伟达构筑的巨大护城河”。但他补充说，英伟达拥有大量能适应这类变化的软件专家。

其他AI专家则认为，深度求索对PTX的修改反而巩固了英伟达的地位，因为这发生在该公司的软件生态中。且普遍观点认为，深度求索借助了OpenAI的GPT等现有模型——这些模型是耗费巨大算力构建的。OpenAI表示正在调查深度求索是否通过"蒸馏法”（即用一个模型的输出训练另一个模型）实现这一点。（美国正在调查深度求索是否使用了比宣称更先进的芯片。）

监管威胁？

反垄断机构不太可能仅凭英伟达当前的市场地位就将其拆分——这种举措很容易被解读为对成功企业的惩罚。他们正在调查的是该公司如何如此迅速壮大，以及是否涉及不当手段。

去年美国司法部启动调查，核查英伟达是否向承诺独家采购或打包购买其系统的客户提供优先供货或价格优惠。该公司对此予以否认。司法部还对英伟达收购Run:AI（一家开发AI芯片管理软件的以色列公司）提出质疑。

批判科技企业的智库"开放市场研究所"高级分析师丹尼尔·汉利指出，这笔交易是典型的垄断者行为。通过打造能提升其GPU效率的服务套件，英伟达最终引导更多买家选择其硬件并排挤对手。汉利认为这类似于苹果iPhone软件构建的"围墙花园"模式，” preferential dealing（优先交易）的条件已经成熟"。

英伟达表示会根据客户快速使用产品的能力来分配有限产能。公司发言人还称正将Run:AI产品开源并免费提供。

Run:AI收购案已获美国和欧洲监管批准，而后者对垄断行为通常更为敏感。

唐纳德·特朗普总统将美国在人工智能领域的领导地位作为优先事项，并将硅谷人物纳入其核心圈子，这表明他不太可能仅仅因为总部位于加州的英伟达在AI领域的主导地位而惩罚这一支柱企业。黄仁勋在一月份会见了这位新任美国总统，英伟达表示他们讨论了"加强美国技术和人工智能领导力的重要性"。

位于加利福尼亚州圣克拉拉的英伟达总部。摄影师：Loren Elliott/彭博社台积电、SK海力士和ASML也面临着类似的情况——这些企业都被视为渴望在科技领域保持影响力的国家的"冠军企业"。

它们的优势很大程度上归功于庞大的规模以及由此带来的巨额研发预算，而非任何所谓的反竞争行为。芯片制造极其昂贵。英特尔也已投入数十亿美元进军AI加速器市场，但收效甚微。对于关注垄断问题的监管机构而言，所需的海量资本可能会将潜在竞争对手拒之门外。“这可能使本已很高的市场准入门槛变得更高，“法学教授菲利普斯-索耶表示。

但如果没有垄断定价或捆绑销售的明确证据，很难证明这构成了市场滥用行为。“台积电正在主导市场，“皮克说。“他们做了什么反竞争的事情吗？据我所知没有。”

他对SK海力士、ASML和英伟达也有同样的评价：“他们成功的核心在于做对了某些事情。”