Исследования показывают, что всплеск развития ИИ может спровоцировать глобальный дефицит чипов к 2026 году

Надвигается очередной глобальный дефицит чипов, поскольку в новом отчете прогнозируется стремительный рост спроса на продукты и услуги, связанные с ИИ, который поставщикам будет сложно удовлетворить.

По данным консалтинговой компании Bain and Company, рабочие нагрузки ИИ могут ежегодно расти на 25–35% до 2027 года. Однако рост спроса всего на 20% с высокой вероятностью нарушит равновесие и погрузит мир в очередной дефицит чипов.

«Взрывное развитие ИИ на крупных рынках сбыта может легко превзойти этот порог, создав уязвимые узкие места по всей цепочке поставок», — пишут авторы Глобального технологического отчета 2024 года.

Наша жажда ИИ также потребует строительства более крупных центров обработки данных с мощностью более гигаватта. Существующие центры обработки данных, как правило, имеют мощность от 50 до 200 мегаватт.

Учитывая спрос на инфраструктуру ИИ и продукты на базе ИИ, ожидается, что рынок программного и аппаратного обеспечения ИИ будет расти на 40–55% в год в течение следующих трех лет.

Если сейчас крупные центры обработки данных стоят от 1 до 4 миллиардов долларов, то через пять лет они могут достичь от 10 до 25 миллиардов долларов, говорится в отчете. Это приводит к общему прогнозу рынка ИИ в размере от 780 до 990 миллиардов долларов (от 584 до 741 миллиарда фунтов стерлингов) к 2027 году.

СМ.: Gartner прогнозирует, что мировые доходы от производства чипов ИИ вырастут на 33% в 2024 году

Паутина поставок и давление, которому она подвергается

Чтобы поддерживать этот растущий спрос, цепочка поставок компонентов ИИ должна иметь возможность масштабироваться такими же темпами. Но на самом деле эта цепочка больше похожа на сложную паутину, в центре которой находится сырье для чипов.

С одной стороны, это фабрики и инфраструктура, необходимые для масштабирования производства чипов, а с другой — центры обработки данных, необходимые для функционирования продуктов ИИ. По словам Бэйна, у каждого из них время выполнения заказа составляет от трех с половиной до более чем пяти лет, что является существенным препятствием для удовлетворения спроса.

Согласно отчету, наиболее уязвимым звеном являются передовые фабрики, которые производят самые передовые чипы. Им нужно будет увеличить объемы производства на 25–35% в период с 2023 по 2026 год, чтобы соответствовать прогнозируемому росту продаж ПК и смартфонов на 31% и 15% соответственно.

Чтобы не отставать, потребуется построить еще до пяти современных фабрик, что обойдется примерно в 40–75 миллиардов долларов.

Существует также цепочка поставок, участвующая в превращении чипов в смартфоны и ПК с функциональностью искусственного интеллекта на устройствах, например, устройства Apple Intelligence, популярность которых растет, поскольку потребители все больше стремятся к безопасности данных.

СМ.: Gartner: ПК с поддержкой ИИ станут доминирующей альтернативой ноутбукам для бизнеса

Действительно, площадь поверхности кремния в среднем процессоре ядра ноутбука и процессоре смартфона уже увеличилась на 5% и 16% соответственно, чтобы разместить нейронные процессоры на устройстве. Bain прогнозирует, что эти продукты могут увеличить спрос на компоненты верхнего уровня на 30% или более к 2026 году.

Упаковка — еще одна часть сети, и если спрос на ГП удвоится к 2026 году, поставщикам придется утроить свои производственные мощности. Кроме того, различные требования к питанию и охлаждению связывают каждую часть процесса с коммунальными компаниями, которым также придется масштабироваться в соответствии со спросом.

Последняя глобальная нехватка чипов

С момента начала текущего бума генеративного ИИ производители чипов процветают. Ведущий продавец графических процессоров NVIDIA объявил о рекордной выручке в размере 30 миллиардов долларов (24,7 миллиарда фунтов стерлингов) во втором квартале 2024 года и имеет рыночную стоимость более 3 триллионов долларов (2,2 триллиона фунтов стерлингов). Производитель коммутаторов Broadcom и производитель чипов памяти SK Hynix добились аналогичного успеха.

SEE: По данным отчета Searce, почти каждая десятая компания потратит более 25 миллионов долларов на инициативы в области искусственного интеллекта в 2024 году

Эти рекордные прибыли были получены лишь несколькими основными компаниями, контролирующими большую часть цепочки поставок. NVIDIA, американская компания, разрабатывает большинство графических процессоров, используемых для обучения моделей ИИ. Однако их производит тайваньская TSMC. TSMC и Samsung Electronics также являются единственными двумя компаниями, которые могут производить самые передовые чипы в больших масштабах.

Но не всегда в отрасли все было гладко. Глобальный дефицит чипов возник в начале 2020 года из-за пандемии COVID-19. Проблемы с поставками среди этого относительно небольшого числа компаний продолжались более трех лет, что повлияло на такие отрасли, как потребительская электроника и ИИ.

Еще до пандемии цепочка поставок полупроводников была в шатком положении из-за ряда событий, включая торговые войны между США и Китаем, а также Японией и Кореей, которые повлияли на ценообразование и дистрибуцию товаров. Кроме того, стихийные бедствия, такие как засуха на Тайване и три пожара на заводах в Японии в период с 2019 по 2021 год, способствовали дефициту сырья.

«Экстремальные погодные условия, стихийные бедствия, геополитическая нестабильность, пандемия и другие серьезные потрясения последнего десятилетия наглядно продемонстрировали, как перебои с поставками могут серьезно ограничить способность отрасли удовлетворять спрос», — говорится в отчете Bain and Company.

Стремление к суверенитету ИИ может усугубить нехватку чипов

Не только нехватка производственных мощностей может привести к повторному глобальному дефициту чипов.

«Геополитическая напряженность, торговые ограничения и отсоединение транснациональных технологических компаний от своих цепочек поставок из Китая продолжают представлять серьезные риски для поставок полупроводников. Задержки в строительстве заводов, нехватка материалов и другие непредсказуемые факторы также могут создать критические точки», — говорится в отчете.

Например, США применили экспортный контроль, связанный с чипами, к продаже полупроводников в Китай, а также в Нидерланды и Японию. Великобритания также заблокировала большинство заявок на лицензии для компаний, желающих экспортировать полупроводниковые технологии в Китай в 2023 году.

Министерство торговли Китая также объявило, что введет экспортный контроль за товарами, содержащими галлий и германий, «для защиты национальной безопасности и интересов». Эти редкие металлы необходимы для производства микросхем, и Китай производит 98% и 54% мировых поставок галлия и германия соответственно.

Правительства по всему миру также тратят миллиарды долларов на увеличение собственных мощностей по производству полупроводников, и главная причина — снижение зависимости от других стран. Однако безопасность данных также играет свою роль; сохраняя цепочку поставок в пределах своих границ, власти могут лучше защититься от шпионажа и кибератак.

В 2022 году США приняли Закон CHIPS, чтобы обеспечить необходимые инвестиции в исследования полупроводников и стимулы для производства, а также укрепить экономику Америки, национальную безопасность и цепочки поставок. Белый дом также запустил проект Билля о правах ИИ, чтобы помочь регулировать ИИ внутри страны, и инвестировал в доказательство концепции для общей национальной инфраструктуры исследований ИИ.

Intel, TSMC, Texas Instruments и Samsung — крупнейший в мире производитель микросхем памяти — объявили о планах по строительству заводов в США.

В августе 2023 года было объявлено, что правительство Великобритании выделит 100 миллионов фунтов стерлингов (126 миллионов долларов США) на содействие разработке оборудования ИИ и устранение возможного дефицита компьютерных чипов. Только в этом месяце Amazon Web Services объявила о планах инвестировать 8 миллиардов фунтов стерлингов в центры обработки данных в стране в течение следующих пяти лет.

СМОТРЕТЬ: Правительство Великобритании объявляет о выделении 32 млн фунтов стерлингов на проекты в области искусственного интеллекта после прекращения финансирования суперкомпьютеров

Европейский союз предложил 43 млрд евро (46 млрд долларов США) в виде субсидий для стимулирования своего сектора полупроводников в рамках Европейского закона о микросхемах, который был принят в июле 2023 года. Блок также поставил перед собой высокую цель — производить 20% мировых полупроводников к 2030 году.

Однако Энн Хёккер, глава отдела глобальных технологий компании Bain, заявила, что поиски суверенитета данных будут «длительными и невероятно дорогими».

В пресс-релизе она заявила: «Хотя эти проекты в некотором смысле менее сложны, чем строительство полупроводниковых фабрик, они требуют большего, чем обеспечение местных субсидий. Гипермасштабирующие компании и другие крупные технологические компании могут продолжать инвестировать в локализованные операции ИИ, которые обеспечат значительные конкурентные преимущества».

В отчете Bain также говорится, что небольшие языковые модели с алгоритмами, использующими RAG (генерацию с дополненной поиском информацией) и векторные вложения, могут выиграть от суверенитета данных, поскольку они выполняют множество вычислительных, сетевых и складских задач вблизи мест хранения данных ИИ.

Руководство для руководителей в цепочке поставок ИИ по преодолению дефицита чипов

В отчете Bain изложены некоторые рекомендации для компаний, использующих полупроводники, по преодолению очередного глобального дефицита микросхем:

Глубоко понимать и отслеживать всю цепочку поставок ИИ, включая компоненты центров обработки данных, ПК и смартфоны, а также периферийные устройства, такие как маршрутизаторы и сетевое оборудование. Подписывать долгосрочные соглашения о закупках, чтобы обеспечить доступ к чипам в случае потенциального сбоя. Разрабатывать продукты с использованием стандартных полупроводников вместо специализированных чипов, чтобы максимизировать совместимость с различными поставщиками и гибкость в поставках. Укреплять цепочку поставок в условиях геополитической неопределенности, такой как тарифы или правила, путем диверсификации поставщиков и закупки компонентов из разных регионов.

Авторы отчета пишут: «Руководители все еще могут чувствовать усталость от перебоев с поставками полупроводников, вызванных пандемией, но времени на отдых нет, поскольку надвигается следующий большой шок поставок. Однако на этот раз признаки очевидны, и у отрасли есть шанс подготовиться.

«Движение вперед требует бдительности, стратегического предвидения и быстрых действий по укреплению цепочек поставок. Благодаря проактивным мерам руководители бизнеса могут обеспечить свою устойчивость и успех в мире, все больше опирающемся на ИИ».