谷歌推出原生多模态大模型Gemini1

　　事项：

　　12月7日，谷歌推出了原生多模态大模型Gemini1.0，是迄今为止谷歌规模最大、能力最强的大模型；同时，为云AI推出了全新的TPU v5p，它是迄今为止谷歌最强大、可扩展性最强的AI加速芯片。

　　1)谷歌推出了最新的AI加速芯片TPUU v5p，OCS（光电路交换机）的大规模部署，其超级计算机可以通过OCS交换机轻松动态地重新配置芯片之间的连接，有助于避免问题，实时调整以提高性能。我们认为，OCS交换机将带来未来数据中心网络架构的重大变化，从而降低功耗和成本。

　　2)谷歌OCS交换机的输入输出端口是两个光纤准直器阵列。当光通过光纤进入OCS交换机时，它将通过两个2DMEMS阵列，每个阵列包含136个镜子，以准确调整光的传输方向。MEMS光开关是基于半导体微加工技术在半导体基板上构建的微镜。它将电、机械和光集成到芯片中，可以完成多路光波路由的任意切换。谷歌OCS交换机的核心是MEMS反射镜组件，我们预计MEMS光开关将迎来强劲的需求。

　　3）赛微电子在MEMSOEM领域处于领先地位。公司海外MEMS生产线的硅光子芯片制造技术相对成熟，具有工艺开发和小批量生产经验，长期向欧美知名厂家供应。预计公司将在MEMS光开关、硅光芯片等领域进行广泛布局和快速发展。

　　4)考虑到公司瑞典生产线的全球领先地位和北京生产线的大规模生产优势，结合第三季度财务报告数据的性能，以及公司BAW滤波器、激光雷达MEMS振动镜等新产品的大规模生产进度，我们提高了公司的业绩预期。预计2023-2025年营业收入13.22/16.88/20.72亿元(前值9.90/13.96/17.85亿元)。归母净利润0.37/1.27/2.06亿元(前值0.33/0.87/1.42亿元)，当前股价对应PB分别为3.57/3.48/3.35，保持“买入”评级。

　　评论：

　　谷歌发布了多模态大模型Gemini，推出了全新的AI加速芯片TPUUIni v5p为模型提供支持

　　12月7日，谷歌推出了Gemini1.0，这是迄今为止谷歌规模最大、能力最强的大型模型，并提供了三个量级版本：Gemini Ultra、Geminini适用于多任务 适用于特定任务和端侧的Pro和Gemini Nano。Gemini作为一个多模态的大模型，可以泛化和无缝地理解、操作和组合不同类型的信息，包括文本、代码、音频、图像和视频。

　　Gemini Ultra是为高度复杂的任务而设计的最大、最强大的模型。根据谷歌DepMind团队的测试，Gemini Ultra在MMLUUULU基准测试中取得领先成绩（Massive Multitask Language Understanding，大规模多任务语言理解)测试得分率高达90.0%，成为第一个超越人类专家的大模型(人类专家得分率89.8%)，超越OpenAI开发的GPT-4模型（GPT-4分率86.4%)。

　　谷歌Gemini1.0模型由谷歌自主研发的TPUV4和V5eAI芯片训练而成。TPU（Tensor Processing Unit，张量处理器)是谷歌为机器学习定制的专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC），为谷歌的深度学习框架TensorFlow而设计。与GPU相比，TPU采用低精度计算，大大降低功耗，加快操作，而不影响深度学习和处理效果。同时，采用脉动阵列设计优化矩阵乘法和卷积操作。目前谷歌已经在YouTube了、Gmail、Google Maps、Google TPU芯片用于Play、Android等产品和服务。

　　12月7日，谷歌在发布Gemini的同时，推出了面向云AI加速的全新TPUU v5p。根据谷歌的数据，每个TPU

　　V5p配备95GBHBM3内存，内存带宽为2765GB/s，每个Pod由多达8960个芯片组成，用最高带宽的芯片间连接(每个芯片4800GB/s）人工智能模型的训练可以更快更准确地进行互联。性能方面，TPU V5p提供459TFLOPs性能(每秒执行459万亿次浮点运算)，在BF16(16位浮点数)精度下，在Int8(8位整数)精度下提供918TOPs性能(每秒执行918万亿次整数运算)。

　　TPU v5p是谷歌迄今为止最强大、最可扩展、最灵活、最具成本效益的人工智能加速芯片，为前沿人工智能模型的训练提供支持。与TPUV4相比，TPU v5p具有约两倍的浮点操作性能和约三倍的高内存带宽提升。根据谷歌的数据，GPT-3模型的参数也是1750亿，TPUV5p的训练速度是BF16精度下的TPUV v4(bf16精度)的1.9倍，在Int8精度下训练速度为TPU v4(bf16精度)2.8倍。此外，TPU v5p的运行成本为4.20美元/小时，与TPU相比 3.22美元/小时TPU v5e1.20美元/小时略高。

　　谷歌Apollo项目TPU超级计算机部署OCS交换机，MEMS光开关是核心组件

　　2023年3月，谷歌在OFC2023(2023年美国光纤通信博览会)上详细介绍了其内部项目Apollo。该项目在其数据中心部署了广泛的光电路交换机（Optical Circuit Switch，OCS），数据中心网络架构的重大变化。

　　传统的数据中心网络使用脊叶（Spine-leaf）SP是SP的结构（Spine，脊柱)层主要是电网交换机（Electronic Packet Switch，EPS）。SP层和每个AB层（Aggregation Block，聚合)层相连，AB层与TOR相连（Top of Rack）交换机相连。由于传统架构中的信号通过SP层多次转换电信号和光信号，会产生更大的功耗，增加数据延迟。

　　谷歌Apolo项目用OCS交换机取代了EPS，开发了一种非阻塞的136x136光路开关，旨在降低功耗和成本；无线带宽技术（Infiniband）相比之下，OCS交换机的成本低于系统成本的5%，功率低于系统功率的3%。同时，在人工智能大模型快速发展的背景下，OCS交换机可以动态配置计算芯片之间的连接关系，建立更好的大计算网络对人工智能大模型的发展具有重要意义。

　　谷歌OCS交换机叫Palomar，输入输出端口是两个光纤准直器阵列（Fiber collimator array），包括光纤阵列和微透镜阵列，输入输出为136个通道。当光通过光纤进入OCS交换机时，它将通过两个2DMEMS阵列，每个阵列包含136个平面镜，以准确调整光的传输方向。此外，系统还包括使用850nm波长光的两组监控通道，通过MEMS阵列反射进入监控摄像头，通过图像处理反馈控制MEMS阵列，从而优化链路插入损伤。

　　光开关（Optical Switch）是在一定范围内将光信号从一个光通道转换为另一个光通道的装置，具有一个或多个可选的传输窗口，可以相互转换或逻辑操作光传输线路或集成光路中的光信号，是实现光交叉连接、光分插重用、网络监控和光保护功能的核心装置。Palomar可以实现136个光路之间的任意切换，信号可以双向传输，其核心是MEMS反射镜组件，因此谷歌在其数据中心部署了广泛的MEMS光开关。

　　MEMS光开关是基于半导体微加工技术在半导体基板上构建的微镜，即将电、机、光集成为芯片。MEMS光开关系统可以完成多路光波路由的任意切换。其基本原理是通过向MEMS控制板上的单片机发送控制指令，控制MEMS光开关内镜片的相应动作，旋转可移动的微镜，改变输入光的传输方向，实现光路切换，完成光路的交叉连接，无需任何光电转换。MEMS光开关插入损耗低，串扰低，与速率和调制方式无关，功耗低，使用寿命长。

　　谷歌推出了TPU v5p OCS光交换技术的应用进一步加强了AI芯片。2023年4月，谷歌发表论文《TPU v4:An Optically Reconfigurable Supercomputer for Machine Learning with Hardware Support for Embeddings》（《TPU v4：机器学习光学可以重构具有嵌入式硬件支持的超级计算机)，详细介绍了超级计算机可以通过OCS交换机轻松动态地重新配置芯片之间的连接，有助于避免问题，实时调整以提高性能。

　　TPU v4超级计算机的基本结构是4x4x4TPU v4 Cube(立方体)组成。64个TPU芯片形成一个Cube，内部TPU通过电缆连接，最外面的6个TPU连接到OCS交换机，每个表面有16个链路，每个Cube有96个光链路连接到OCS交换机。为了提供三维环绕链接，相对两侧的链接必须连接到相同的OCS交换机，因此每个Cube连接到48个OCS交换机。因为谷歌的Palomar OCS交换机为136x136端口(128端口加8个备用端口用于链路测试和修复)，因此48个OCS交换机可以从64个4x4x链接 Cube48对电缆并联4096个TPU v4芯片，形成大型超算系统。

　　赛微电子是全球MEMSOEM的领头羊，布局MEMS光开关、硅光芯片等硅光电子前沿产品

　　赛微电子是世界上最大的纯MEMS晶圆代工厂。现有的MEMS业务包括工艺开发和晶圆制造：工艺开发业务是指利用工艺技术储备和项目开发经验，根据客户提供的芯片设计方案，以满足产品性能、实现产品“可生产性”、平衡经济效益为目标，开发产品制造工艺，为客户提供定制的产品制造流程；晶圆制造业务是指为客户提供批量晶圆制造服务，完成MEMS芯片的工艺开发，实现产品设计固化和生产工艺固化。

　　公司过去参与过500多个MEMS工艺开发项目，与下游客户开展广泛合作。OEM生产各种MEMS产品，包括光开关、微镜、电影实验室、微热辐射计、振荡器、原子钟、压力传感器、加速度计、陀螺仪、硅麦克风等。公司OEM产品应用广泛，产品终端应用涵盖通信、生物医学、工业、科学、消费电子等领域。

　　10月20日，公司在投资者互动平台上表示，海外MEMS生产线的硅光子芯片制造技术相对成熟，具有技术开发和小批量生产经验，长期供应给欧美知名厂商。同时，国内MEMS生产线在不同阶段实施了工艺开发合同，制造工艺不断积累迭代。公司继续关注硅光芯片在下游光通信、光互联网和光计算领域的应用，努力为国内外客户及相关行业创造价值。

　　2016年，公司以7.5亿元的价格完成了对瑞典Silex的控股收购。瑞典Silex已成为公司的全资子公司，也是MEMS业务部门的核心工厂和支持平台。自2022年1月以来，瑞典FAB1和FAB2积极维护和拓展现有的通信、生物医学、工业汽车、消费电子市场，积极推进不同类型、不同型号产品的工艺开发和产品验证，如新型MEMS硅光子器件、新型MEMS医疗器件、新型MEMS红外器件、新型MEMS超声波换能器件、新型MEMS惯性器件(包括AR/VR领域的新应用)等。

　　瑞典Silex是全球领先的纯MEMSOEM企业，服务于全球各领域的巨头制造商，公司正在瑞典扩大产能。与此同时，公司控股子公司赛莱克斯北京已投入运营，并继续推动产能攀升，预计将继续保持纯MEMSOEM的全球领先地位。

　　根据Yole数据，自2012年以来，瑞典Silex在全球MEMSOEM工厂收入排名前五，与意大利半导体相比（STMicroelectronics）、TELEDYNE DALSA、台积电（TSMC）、索尼（SONY）等待制造商继续竞争2019-2022年在全球MEMS纯OEM制造商中排名第一，2022年在全球MEMS制造商中排名第26。随着国内外新生产线和生产能力的建设和投入使用，公司将继续保持在全球MEMS制造业竞争的第一梯队。国信证券