【BMI中国-】商业模式进化 | 英伟达:AI智算领域的领先者

资讯 » 新科技 2024-07-24

英伟达的商业模式特征:英伟达自成立以来,发展迅速,成为市值超过3万亿美金的龙头企业,其原因除技术创新外,与其商业模式、核心竞争优势密切相关。本文介绍英伟达发展的商业模式、关键成功因素。本文原创,资料来源官网、网上以及研究报告,引用时注明出处。本文约5350字左右。

一、创造记录的英伟达

1.1 英伟达是谁?

2024.6.19日美股收盘,英伟达(NVIDIA)市值3.33万亿美元,成为全球市值最高企业。

英伟达由黄仁勋(Jensen Huang)、Chris Malachowsky 和 Curtis Priem 共同创立于1993年,是一家总部位于美国加利福尼亚州圣克拉拉的科技公司,主要以设计图形处理器(GPU)而闻名。公司早期专注于图形芯片设计业务,随着公司技术与业务发展,已成长为一家提供全栈计算的人工智能公司,产品包括:CPU、DPU、GPU和AI软件,服务领域:建筑工程、金融、科学研究、制造业、汽车等,提供计算解决方案支持。截止到2024年。如图1、图2所示。(资料来源:网络)

图1 英伟达的创始人黄仁勋

图2 英伟达的市值成长

1.2 关键发展阶段

l 公司创立初期(1993-2000)

1993年:英伟达创立。

1995年:发布首款产品NV1,市场反响平平,这是英伟达迈向GPU市场的第一步。

1999年:发布GeForce 256,被称为世界上首个GPU,标志着英伟达在图形处理领域的重要突破。

2000年:销售收入7.35亿美元。

l 成长与扩展(2000-2010)

2000年:英伟达成为微软Xbox游戏机的图形芯片供应商。

2002年:收购3dfx的核心资产,进一步巩固其在图形处理市场的地位。

2006年:发布CUDA

(Compute Unified Device Architecture),开创了GPU计算的新时代,拓展了GPU在科学计算、人工智能和深度学习等领域的应用。

2010年:销售收入39.3亿美元。

l 进入AI和深度学习领域(2010-2020)

2012年: 英伟达的GPU被广泛用于深度学习,推动了AI研究的进展。谷歌的大规模深度学习网络使用了英伟达的GPU。

2016年:发布Pascal架构GPU,进一步提升了AI计算能力。

2018年:发布Turing架构GPU,引入实时光线追踪技术,提升了图形处理的逼真度。

2020年:销售收入108.9亿美元。

l 多元化和未来发展(2020-至今)

2020年: 宣布计划以400亿美元收购ARM,以加强在移动计算和物联网领域的布局。

2021年:推出基于Ampere架构的GPU,大幅提升性能和能效。

2023年:继续扩展其在数据中心、AI和高性能计算领域的影响力。

2024年:销售收入609.2亿美元。

如图3所示,英伟达发展历程示意图。

图3 英伟达发展历程

英伟达自1993年成立以来,不断探索,到2020年进入发展快车道。除技术创新外,其商业模式也有独到之处。下面我们将会分析英伟达在不同阶段的商业模式,探寻其成功关键因素。

二、英伟达的商业模式变迁——创立、成长发展到多元发展

2.1 公司创立初期

(1)商业模式

● 硬件销售:主要通过销售图形芯片和显卡。

● 技术授权:早期与其他半导体公司合作,授权其图形处理技术。

在创立初期,英伟达的主要通过销售图形芯片和显卡来获取收入。随着个人电脑市场的快速发展,游戏和多媒体应用对图形处理能力的需求不断增长,英伟达凭借其先进的图形处理技术,推出了多款高性能的图形芯片和显卡产品,满足了市场的需求。这些产品不仅在游戏领域有着广泛的应用,同时也被用于专业图形工作站和服务器等领域。

除了硬件销售外,英伟达还通过技术授权的方式与其他半导体公司合作,将其图形处理技术授权给这些公司使用。这种商业模式使得英伟达能够将其技术快速推广至更广泛的领域,同时也为英伟达带来了额外的收入来源。通过技术授权,英伟达不仅扩大了其市场影响力,还进一步巩固了其在图形处理领域的领先地位。

(2)关键成功因素

● 创新技术:推出GeForce 256,首次将GPU概念引入市场。

● 市场切入点:抓住PC游戏市场的需求。上世纪90年代,随着网络游戏的兴起,游戏玩家对高质量图形效果的需求日益增长。

● 战略合作:成为微软Xbox的图形芯片供应商,提升品牌影响力。

如图4所示,英伟达1993-2000年商业模式。

图4 英伟达商业模式(1993-2000年)

2.2 成长与扩展(2000-2010)

(1)商业模式

● 硬件销售:持续扩展GPU产品线,涵盖游戏、专业图形处理等多个领域。

技术收购:通过收购3dfx等竞争对手,增强技术实力和市场份额。

在2000年至2010年期间,英伟达持续扩展其GPU产品线,从游戏市场扩展到专业图形处理、高性能计算等多个领域。针对专业图形市场推出Quadro系列显卡,为设计、影视后期、虚拟现实等领域提供了强大的图形处理能力。

为了增强自身的技术实力和市场份额,英伟达在这一时期积极进行了技术收购,例如对3dfx的收购,英伟达获得了其技术储备和知识产权,巩固了在图形处理市场的领导地位。

(2)关键成功因素

● 产品多样化:开发针对不同市场需求的多款GPU产品。游戏市场的GeForce系列显卡;专业图形处理市场的Quadro系列显卡

市场领导力:通过技术收购和持续创新保持市场领导地位。英伟达不断推出新的GPU架构和技术,如2006年推出CUDA架构提升了GPU的性能和效率。CUDA是英伟达可以与竞争对手区别的重要因素,由于CUDA 架构随后在推出后不久进入高校成为学科,所以今天几乎所有做AI计算的人都会这个架构,一旦没了CUDA,算力再强也没用。

● 品牌建设:建立了在游戏和专业图形处理市场中的强大品牌声誉。

如图5所示,英伟达2000-2010年商业模式。

图5 英伟达商业模式(2000-2010年)

2.3 进入AI和深度学习领域(2010-2020)

(1)商业模式

硬件销售:扩展至数据中心和AI领域,推出深度学习专用GPU(如Tesla系列)。

● 软件和平台:推出CUDA,推动GPU在科学计算和AI领域的应用。

● 专业服务:提供针对AI和数据中心客户的定制化解决方案和技术支持。

硬件上,推出专门用于深度学习和高性能计算的GPU,如Tesla系列。Tesla GPU以其强大的计算能力和高能效比,成为数据中心和AI研究的首选硬件。重点产品:Tesla K80、Tesla P100、Tesla V100,这些产品在AI训练和推理方面表现出色,广泛应用于各大科技公司和研究机构。

软件和平台上,推出的CUDA(Compute Unified Device Architecture)使开发者能够利用GPU进行并行计算。CUDA极大地推动了GPU在科学计算、工程计算和AI领域的应用。重点软件:除了CUDA,英伟达还推出了cuDNN(深度神经网络库)和TensorRT(高性能深度学习推理优化器),进一步增强了其在AI计算中的优势。

专业服务上,推出定制化解决方案:提供针对AI和数据中心客户的定制化解决方案和技术支持,帮助客户优化其AI工作负载并提高效率。技术支持:英伟达通过其专家团队,提供培训、咨询和技术支持,确保客户能够充分利用其硬件和软件平台。

(2)关键成功因素

● 技术领导力:推出CUDA并推动GPU计算在AI领域的应用。推出创新产品:Tesla系列GPU的不断迭代和性能提升,使得英伟达在AI硬件市场中保持领先地位。

市场扩展:从游戏市场扩展到AI和数据中心市场,增加收入来源。

● 生态系统建设:建立开发者社区和合作伙伴网络,推动技术广泛应用。通过GTC(GPU Technology Conference)等活动,建立开发者社区。

如图6所示,英伟达2010-2020年商业模式。

图6 英伟达商业模式(2010-2020年)

2.4 多元化和未来发展(2020-至今)

(1)商业模式

● 硬件销售:继续在游戏、数据中心和专业图形处理市场销售GPU。

● 软件和平台:加强AI、数据中心和边缘计算平台的开发和推广。

● 授权和知识产权:通过收购ARM,扩展技术授权和知识产权收入。

专业服务:提供全面的AI和数据中心解决方案。

硬件:(1)游戏市场:继续推出高性能的GeForce系列GPU,如RTX 30系列。

(2)数据中心:推出用于AI和高性能计算的专业GPU,如A100。

(3)专业图形处理:为设计、影视制作等专业领域提供Quadro系列GPU。

软件和平台:(1)AI平台:加强AI相关的软件平台开发,如NVIDIA Clara(医疗AI)、NVIDIA Drive(自动驾驶平台)、NVIDIA Isaac(机器人平台),推动AI技术的普及和应用。

(2)数据中心和边缘计算:推出如NVIDIA EGX平台,提供边缘计算解决方案,以满足智能边缘设备的需求。

授权和知识产权:通过收购ARM,扩展技术授权和知识产权收入,利用ARM在移动设备和嵌入式系统中的广泛应用,增强在低功耗处理器市场的竞争力。

专业服务:提供全面的AI解决方案和数据中心服务,包括硬件、软件和技术支持,帮助客户优化其AI和计算工作负载。

(2)关键成功因素

● 战略收购:收购Mellanox和ARM,增强技术实力和市场覆盖面。

● 技术创新:推出Ampere架构,保持技术领先地位;NeMo模型:提供了更强大的自然语言处理能力,推动了AI技术的应用和发展。

● 市场领导力:在AI和数据中心市场的持续领先地位,确保公司在新兴市场中的竞争力。

● 选择关键合作伙伴:2023年7月3日 · 英伟达的GPU旗舰产品A100和H100 目前完全外包给台积电代工,而三点电子手上的GPU代工订单空空。正是因为台积电这种无与伦比的封装技术。而在GTC 2024大会上,NVIDA正式宣布, 为加快下一代先进半导体芯片的制造速度并克服物理限制,TSMC (台积电)和Synopsys(新思科技)将在生产中率先使用NVIDIA计算光刻平台。

众所周知,台积电是全球领先的晶圆代工厂,而新思科技则是芯片到系统设计解决方案的领导者。

如图7所示,英伟达代工厂台积电;

如图8所示,英伟达2020年之后的商业模式。

图7 英伟达代工厂台积电

图8 英伟达2020年之后商业模式

三、英伟达成功的关键——技术创新+品牌+资本+生态合作

3.1 四个阶段的销售收入与产品占比

如图9所示,英伟达在2000年、2010年、2020年和2023年的发展阶段及各类产品的销售总额和占比。图示说明如下:

● 总销售额折线图:

从图中可以看出,英伟达的销售额在这段时间内有显著增长,特别是在2020年和2023年期间。

● 产品分布堆叠柱状图:

从图中可以看出:

2000年:主要收入来自游戏GPU和专业图形处理。

2010年:游戏GPU和专业图形处理仍然占主要地位,移动设备处理器(Tegra)开始贡献收入。

2020年:数据中心业务显著增长,占总收入的30%;游戏GPU依然重要。

2023年:数据中心成为主要收入来源,占比56%;游戏GPU仍然是重要部分,占比34%。通过这些图示,可以清晰地看到英伟达在不同发展阶段的业务重点和收入结构的变化。

图9 英伟达四个阶段销售与产品占比

各个颜色代表不同的产品线:

蓝色:Game GPU(游戏GPU)

橙色:Professional Graphics(专业图形处理)

绿色:Data Center(数据中心)

红色:Automotive(汽车)

紫色:OEM and Other(OEM和其他)

棕色:Mobile Tegra(移动设备处理器)

3.2 成功关键

● 技术创新

l 持续研发投入:英伟达始终保持高水平的研发投入,以2023年在研发方面的支出占总收入的约24%,确保了其在GPU技术、AI计算和数据中心解决方案等领域的持续创新。

l GPU架构的演进:从早期的GeForce系列到最新的Ampere和Hopper架构,英伟达不断优化其GPU架构,以提高性能和能效。

l AI和深度学习:CUDA并行计算平台和GPU加速器在深度学习和AI研究中得到了广泛应用。

l 跨领域应用:英伟达除在游戏和专业图形处理领域取得了成功,还进军数据中心、自动驾驶、医疗成像等多个领域。

● 品牌建设

l 品牌认知度:其GeForce品牌在游戏玩家中享有盛誉,而Quadro和Tesla品牌则在专业图形和高性能计算市场中备受认可。

l 行业影响力:年度GTC大会(GPU Technology Conference)吸引了全球顶尖的开发者、研究人员和企业领导者,共同探讨最新的技术趋势和应用案例,进一步提升了其品牌影响力。

l 生态系统构建:英伟达通过构建强大的软件和硬件生态系统,增强了品牌忠诚度。CUDA平台、TensorRT、Omniverse等软件工具为开发者提供了强大的支持,使其能够在英伟达硬件上高效开发和部署应用。

● 资本运作

l 战略投资:英伟达通过一系列战略投资和并购,扩展了其技术能力和市场份额。例如,收购Mellanox Technologies增强了其在数据中心互联和高性能计算领域的竞争力,收购ARM(尽管尚未完成)则巩固其在芯片设计领域的领导地位。

l 资本市场运作:英伟达积极利用资本市场,通过发行股票、债券等方式筹集资金,为其长期发展提供保障。此外,其稳定的股东回报策略(如股票回购和分红)也提升了投资者信心。

● 生态合作

l 高校科研机构合作:CUDA是英伟达可以与竞争对手区别的重要因素,由于CUDA 架构15年前已经进入高校成为学科,所以今天几乎所有做AI计算的人都会这个架构,一旦没了CUDA,算力再强也没用。

l 生产合作:台积电代工是其产品品质以及能力提升的重要举动,没了台积电,英伟达也做不出来产品,

英伟达的成功可以归因于其在以技术创新为根本,结合品牌建设、资本运作、生态合作等四个方面的卓越表现。

英伟达不仅在传统的图形处理市场中保持领先,还成功拓展到了AI、数据中心和自动驾驶等新兴领域,巩固了其在全球科技产业中的核心地位。

四、顾问观点:对我们的启示

英伟达的发展我们的启示可以归纳为以下几点:

● 商业模式的intel化

英伟达的商业模式是一个以核心技术驱动、多元化产品线、生态系统构建、服务与解决方案提供以及灵活市场策略为特点的综合性商业模式。本质上跟intel的模式没有多大区别,差别在于英伟达目前还未做到intel的intel inside,但是在与市场趋势的结合上,远超过Intel。

启示:技术驱动+市场驱动的双轮驱动。

● 技术创新是核心竞争优势

英伟达20多年的发展过程中,实战坚持技术创新与投入,采取快速迭代的方式,其模式:技术优势-产品优势-市场优势不断迭代,同时保持研发投入持续高比例,确保其长期的核心竞争优势。

启示:核心竞争优势需要技术持续迭代创新+持续投入。

● 顺势而为

技术公司很多,为什么英伟达能够脱颖而出?除英伟达的技术核心竞争优势外,还在于其顺势而为。

市场顺势而为:选择游戏,顺势进入游戏客户市场;产业顺势而为:紧密跟随互联网发展,抓住消费互联网带来的红利;技术顺势而为:抓住AI、大模型的发展,提升算力需求。最新趋势:紧跟产业互联网发展趋势,在图形处理、人工智能、数据中心、自动驾驶等维度紧跟。

启示:看清大趋势,顺势而为。

总结起来,英伟达的发展给我们的启示是:技术型企业的发展,技术驱动与市场驱动的双重驱动、通过技术持续迭代与投入实现核心竞争优势以及看清大势,顺势而为。

对于英伟达的商业模式

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