近期,数据中心领域因GPU巨头英伟达的一系列战略动作而备受关注。作为全球GPU市场的领导者,英伟达正通过大规模投资和技术合作,加速其在数据中心市场的布局。
英伟达首席执行官黄仁勋近日透露,公司计划向OpenAI投资最高达1000亿美元,双方将共同建设大规模AI数据中心。根据协议,OpenAI将利用英伟达的系统建设并部署至少10吉瓦的AI数据中心,用于训练和运行下一代模型。这项投资将随着每1GW系统的部署逐步到位,首个1GW容量的英伟达系统预计于2026年下半年上线,采用英伟达Vera Rubin平台。黄仁勋指出,10吉瓦的容量相当于400万至500万块GPU,约为英伟达今年出货量的总和,是去年的两倍。
在宣布对OpenAI的投资前不久,英伟达还与英特尔达成了合作。双方将共同开发AI基础设施及个人计算产品,英伟达将以每股23.28美元的价格向英特尔普通股投资50亿美元。合作内容包括:利用英伟达NVLink技术实现CPU与GPU的无缝互联;英特尔为英伟达AI平台定制x86架构的CPU;以及面向PC消费市场推出集成英伟达RTX GPU芯粒的全新x86 SoC。
这一系列合作背后,是AI算力需求激增带来的产业变革。长期以来,AI训练与推理的核心硬件由GPU主导,但随着大模型规模的扩大,GPU与CPU的深度协同和异构计算成为提升算力效率、降低成本的关键。英特尔将基于英伟达的NVLink设计制造定制化CPU,并针对数据中心和高端客户端市场进行优化。
数据中心已成为全球科技企业的竞争焦点。Synergy数据显示,2025年第二季度,全球超大规模运营商的资本支出达到1270亿美元,同比增长72%。这一增长并非短期现象,过去四个季度的资本支出增幅同样达到72%。数据中心占资本支出的绝大部分,而AI基础设施的建设是资本支出激增的核心原因。
在GPU成为焦点的同时,数据中心的高效运转离不开一系列“幕后英雄”的支持,其中高速SerDes芯片尤为关键。随着数据中心对数据传输速率、延迟和带宽的要求不断提高,SerDes芯片作为数据“高速公路”的核心构建者,正发挥着不可替代的作用。
SerDes(串行-并行转换器)是一种将并行数据转换为串行数据的技术,能够实现高速数据传输,同时减少布线复杂性和成本。其重要性体现在:提升带宽利用率,允许在同一条线路上传输更多数据;减少电缆和连接器数量,降低系统重量和成本;提高信号完整性,减少串扰和延迟,确保高速度传输中的信号质量。无论是单服务器中多GPU、CPU间的通信,还是多服务器间的组网,SerDes都满足了高带宽、低延迟的技术需求。
在AI需求推动下,SerDes技术向224G升级的趋势加速。传统系统总线如PCle、SAS,以及通信总线如InfiniBand、以太网的信号传输速率持续提升。据光大证券数据,2010年SerDes的传输速度为10Gbps,2019年已提升至约112Gbps。Marvell表示,其下一代单通道200Gb/s速率的1.6T PAM DSP产品已在客户侧认证,即将部署。英特尔也展示了其自研的3nm SerDes芯片,实现了224Gb/s的超高速传输。LightCounting预测,首批224G SerDes将于2026年部署,早期应用包括重定时器、变速器、交换机等,成熟后有望延伸至更多领域。
然而,SerDes芯片设计并非易事。其核心模块包括高速差分驱动器、高灵敏度接收电路、超低抖动PLL和高速串并转换数字电路。这些模块单独来看都是模拟/数字设计领域的难题,而SerDes需要将它们在同一芯片内协同工作,同时解决串扰、噪声耦合和时序匹配问题。这种“单点极致+系统协同”的双重挑战,构成了SerDes设计的核心难度。
目前,高速SerDes研发仍由海外厂商主导,包括第三方供应商Cadence、Alphawave等,以及自研厂商博通、Marvell、英特尔等。这些厂商均已具备224G SerDes能力。值得注意的是,今年6月,高通宣布通过子公司收购Alphawave Semi全部股权,隐含企业价值约24亿美元。高通表示,此举旨在加速进军数据中心领域,并为其提供关键资产。
国内在高速SerDes芯片开发领域也在逐步追赶。主要玩家包括芯动科技、晟联科、集益威、芯耀辉等,最高速率可达112G。晟联科已推出112G SerDes与光模块配合的Chip-to-Chip高速互连方案,其UCIe+SerDes高速IP互连解决方案成为国内少数支持32G UCIe和112G SerDes的先进工艺方案。该方案已在全球500强客户的芯片和设备中出货超过2亿条通道。
芯耀辉推出了支持112Gbps的SerDes PHY,兼容PCIe、OIF和以太网等多种协议,并推出了兼容PCIe和CXL的控制器IP。芯动科技的32/56/64G SerDes全套解决方案在速率、接口标准种类和硅验证覆盖率上均处于国际前沿,最新112G SerDes正在开发中。集益威专注于高性能PLL、ADC/DAC和SerDes IP的研发,其56G SerDes IP已在国内量产,112G SerDes IP也已流片。
除了数据中心,汽车等新兴赛道也成为SerDes的增长动力。据QYResearch数据,2024年全球车载SerDes芯片市场规模达5.54亿美元,预计2030年将突破19.49亿美元,2025-2030年复合增长率达19.1%。这一增长受智能驾驶渗透率提升和5G-V2X技术普及的双重驱动,预计2025年L2+及以上自动驾驶车辆出货量将达1200万辆,带动高带宽数据传输需求激增。