當輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳用「五層蛋糕」向全世界解釋AI產業時,華為的首席科學家廖恒,畫了一座18層的寶塔。
廖恒是華為Fellow、半導體首席科學家,14歲考進清華少年班,後來主導了華為昇騰晶片專案的啟動與研發。8月2日,他在資深科技媒體人張小珺的訪談節目《張小珺商業訪談錄》中罕見現身,花了近5個小時,首次系統性地攤開他對半導體產業的底層思考。
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華為的「18層寶塔」,跟黃仁勳的五層蛋糕差在哪?
先把兩張圖擺在一起看。
黃仁勳的「五層蛋糕」,把AI產業由下往上疊成五層:能源、晶片、基礎設施、模型、應用。最底層是電力,因為每一次AI生成文字或影像都要耗電;往上是GPU、AI加速器與高頻寬記憶體構成的晶片層;再上去是被稱為「AI 工廠」的資料中心;最後是模型層與應用層——智慧醫療、自動駕駛、企業AI助理。
黃仁勳的「AI 五層蛋糕」
| 由上而下 | 類別 | 這一層是什麼 |
|---|---|---|
| 頂 | 應用 | 智慧醫療、藥物研發、自動駕駛、工業機器人、企業 AI 助理 |
| ↑ | 模型 | AI 模型開發,目前以美系科技廠商為主 |
| ↑ | 基礎設施 | 資料中心、散熱、網路與電力傳輸(被稱為「AI 工廠」) |
| ↑ | 晶片 | GPU、AI 加速器、高頻寬記憶體 |
| 底 | 能源 | 電力供應,AI 發展的最底層限制 |
廖恒則從另一個角度,把同一條產業鏈拆解成18個層次,同樣由下往上,分成底、中、頂三段。
廖恒的「半導體18層寶塔」
| 層區 | 各層(由下而上) |
|---|---|
| 頂層(模型・應用,6 層) | 訓練方法 → 基礎大模型 → 推理(KV Cache)→ Agent 框架 → 用戶產品能力 → 商業應用 |
| 中層(架構・軟體編譯,4 層) | 晶片架構 → 編譯器/運行時 → 算子切分 → 量化/低精度 |
| 底層(材料・設備・製造,8 層) | 基礎理論 → 能源 → 採礦與原料 → 矽與材料 → 電晶體設計 → 晶圓製造 → 光刻與設備 → 先進封裝 |
其實從表中可以發現,「AI五層蛋糕」與「18層寶塔」,是從不同角度描述AI產業鏈:黃仁勳的五層偏向從產業與投資脈絡理解AI;廖恒則將焦點放在不同層級之間的相互依存與限制關係——重點是哪一個環節可能成為整條產業鏈的瓶頸。
廖恒的核心判斷是:這18層不是各自獨立,而是彼此相互約束、深度聯動,任何一層有短板,都可能限制整條產業鏈的上限。舉例來說,底層把電晶體結構改一下,可以幫上層的晶片架構降低電容;而中段編譯器怎麼切分算子,會直接決定頂層的稀疏化能不能在硬體上跑滿。
這也延伸出他對人才培養的看法:單一領域的專才其實不缺,真正稀缺的,是能縱向貫通這18層、打通軟硬體邊界的複合型人才。
為什麼華為會提出這套框架?制裁經驗影響了觀察角度
2020年9月15日,美國對華為的晶片禁令收緊到位,華為要取得以美國技術製造的先進晶片變得極為困難。廖恒回憶,當時的感覺是「未來幾個月就徹底造不出晶片,整個商業閉環斷路了」。
廖恒認為,在外部限制之下,華為必須重新檢視從材料、製造到軟體等各個環節,也因此形成了這套較完整拆解產業鏈的分析框架。「每一層都得自己去啃,因為沒有別的選擇。」廖恒說。
若對照黃仁勳與廖恒的產業位置,或許更能理解這種差異:黃仁勳所代表的是全球AI晶片供應商,關注的是AI產業如何向上發展;華為則因受到出口管制,必須更全面檢視供應鏈各環節可能面臨的限制。
黃仁勳、廖恒的共識:摩爾定律已死
站在產業兩端的兩人,對摩爾定律卻給出了同一個判斷。
摩爾定律出自後來共同創辦英特爾的高登·摩爾,他在1965年《電子學》雜誌上提出預言;後來演變成業界共識:同尺寸晶片能容納的電晶體數量每18到24個月翻一倍,成本下降、效能提高。這條經驗法則主導了半導體業數十年。
在摩爾定律議題上,廖恒也提出自己的觀察。據他受訪表示,「自16nm、7nm製程起,單位電晶體成本不再隨製程推進而持續下降,摩爾定律的經濟效益已基本失效。」他進一步指出,摩爾定律現在只剩性能與能效兩個層面還在推進,最關鍵的「成本」這一維已經失靈;他並引用一張AMD圖表,指16nm之後晶片成本不降反漲。黃仁勳則多次公開放話:摩爾定律已死。(延伸參考|製造頂級晶片越來越貴、建廠成本遠超百億美元,摩爾定律真的終結了?)
不過,台積電、英特爾、超微等業者的看法就沒這麼悲觀:他們認為,即使受到物理極限限制,只要靠先進封裝與新的晶片架構,微縮的紅利仍有延續空間,甚至還能再撐十年。所謂「已死」,指的是傳統製程微縮的成本與效能紅利明顯放緩,而不是電晶體已經無法繼續縮小。
廖恒的結論還是那句話:整條產業鏈由最短的那一層決定上限(白話解釋:一條產業鏈能走多遠,不是看最強的環節有多強,而是看最弱的環節有多弱),真正稀缺的,是能把這18層串起來的人。
他舉DeepSeek創辦人梁文鋒為例。在廖恒看來,當大模型業界盲從Scaling Law、拚命堆參數與算力時,梁文鋒選擇稀疏激活架構,把算力集中在少數短窗口、高價值的運算上——這不只是演算法的調整,而是涉及軟硬體協同設計的策略選擇。他形容:「這種能跨層協同的人才,就像一根線,把很多珍珠串成項鏈。」
延伸閱讀: 黃仁勳圖解「AI五層蛋糕」架構!概念股有哪些?台達電、台積電、廣達⋯名單一次收 華為戰輝達!興建深圳3大廠打造「AI晶片一條龍」:拉攏新凱來、昇维旭⋯能鬥倒台積電?
資料來源:電子工程專輯
本文初稿為AI編撰,整理.編輯/林育萱
