AMD,没有丝毫喘息

AMD,没有丝毫喘息,第1张

AMD与英特尔的价格大战

AMD是美国一家专门设计和制造CPU的半导体公司,与英特尔并列为全球CPU双雄。

对于广大的普通消费者来说,更熟悉的是英特尔这个品牌。其实,熟悉电脑配置的人很清楚,AMD和英特尔一样,也是CPU产业中的佼佼者。两家公司都具有强劲的实力,二十年来,竞争从来都没有停止过。

2006年7月24日,AMD宣布以54亿美金价格收购显卡双雄之一的ATI(Array Technology Industry)。这在当时是一条爆炸性的消息,因为ATI在显示芯片方面独霸一方。关于显卡,人们所言的A卡、N卡就分别来自ATI和英伟达。AMD早年和英伟达是密切的合作伙伴,在当时却一举收购其竞争对手ATI,令人大跌眼镜。而后,AMD顺势成为唯一一家集CPU与显卡业务于一体的公司。

不过,急功近利之下的AMD将大量资金分给显卡业务,却并没有如愿在显卡市场上有一番作为。2006年底,英伟达推出的8800GTX震撼了整个图形业界,然而AMD的产品却始终不见踪影。N卡具有领先的工艺水平,在2012年以后,英伟达和AMD在显卡的市场份额逐渐从五五分演变为三七分,更有英伟达一家独大的趋势。

同时,AMD忽略了老本行CPU的研发。AMD靠戴尔的订单取得了短暂的优势,但英特尔通过削减利润压低价格的方式又进一步抢夺了市场。陷入资金困境AMD,又面临来自英特尔的强压。从销量上来看,AMD的2016年的销量同比有很大的增长幅度,但因为与竞争对手英特尔大打价格战,产品的平均价格反而不断下跌。在2006年第四季度的财政报告中,AMD净亏损达5.7亿美元,平均每支股票的亏损就达到了1.08美元。一边是收购ATI的巨额支出,另一边是CPU价格的持续下滑,彼时AMD可谓腹背受敌。

在AMD收购ATI后的第三天,英特尔发布了基于65纳米制造工艺的酷睿2双核处理器。全新微架构酷睿结合了Netburst架构和Pentium M架构的优点,以双核和低功耗为人所知。酷睿2一经登场即取代了已有13年 历史 的奔腾,著名评测网站Anandtech评价其为“半导体有史以来最振奋人心的产品”。AMD当时最高级别的桌面级CPU Athlon(速龙)64 FX-62,也相形见绌。

英特尔凭借着强大的资金优势,在产品的宣传上占据主导地位。不仅如此,英特尔还提出了名为“Tick-Tock”的产品更新策略,一年用来提升工艺,次年则推出新架构,即遵循着“制程-架构”的钟摆节奏,交替进行的研发周期保障英特尔产品的稳步发展。在更强调性能的服务器市场,英特尔巅峰时全球市场占有率高达99%,AMD则不足1%。

但到了14纳米制程更新的节点上,英特尔的这一循环被打乱了。人们所期待的更高性能一再延期,新版本CPU的价格却照涨不误。那几年,英特尔落下了“挤牙膏”的坏名声,AMD则坐收高性价比的渔翁之利,扳回一局。英特尔不再“挤牙膏”而推出酷睿i9的同时,AMD即发布ThreadRipper线程撕裂者二代予以回应。

“AMD, YES”:更换代工厂,重夺市场

混战之际,AMD的晶圆厂便成为负担。

为了继续发展下去,AMD改变生产策略,把芯片设计和晶圆制造拆分,剥离的生产业务成立为格罗方德代工厂。

AMD在格罗方德成立之初,签订了将所有CPU和GPU都交给格罗方德制造的协议,并且专门采用了模块化设计,陆续推出了“推土机(Bulldozer)”架构和“打桩机(Piledriver)”架构。

按说,代工厂格罗方德有了更强大的资金注入,AMD的制造业务也有了更多选择的余地,理应是皆大欢喜的结果。不料,当AMD把大笔订单交由格罗方德完成,后者在32纳米、28纳米等制程的工艺却没能达到要求,存在诸如漏电和温控等问题,造成“推土机”和“打桩机”两个架构的CPU发热量过高,客户都不买账。

但是尽管格罗方德工艺上存在各种问题,双方的合作没有间断,合作的那几年里,格罗方德不仅良率有问题,产能还很不稳定,产品不能如期交付的情况时有发生。成都22纳米的FDX-SOI项目实质性停摆就是一例。

因此,AMD不得不一次又一次地调整方案,降低性能,很快在与英特尔的对决中逐渐败下阵来。2018年8月28日,格罗方德宣布暂停7纳米LP(Leading Performance)工艺开发,专注于14/12纳米的FinFET(鳍式场效应晶体管)节点。该技术研发效法三星,但等格罗方德掌握先进的工艺的时候,市场所剩无几,又造成连年亏损。

后来,AMD果断做出决定,撕毁与格罗方德的合同,不惜赔偿了3.2亿美元,从而转向与台积电合作。掉头投奔台积电的AMD在生产工艺上很快就有了突破。

AMD推出了Zen架构,获得了巨大的成功,在高性能CPU市场有了一定话语权。AMD还在核心数上大做文章,很快,6核和8核成为市场的主流,AMD甚至推出了多达32核心的线程撕裂者CPU投放于高端市场。

2019年1月30日,AMD发布了2018年第四季度财报和全年财报,财报显示,当年总营收为64.8亿美元、净利润为3.37亿美元,季度营收为14.2亿美元,净利润达到3800万美元。财报发布后,AMD股价也有所上扬。

2020年初,陆续推出Zen 2和Zen 3架构CPU的全新产品,由于全部采用台积电7纳米及7+纳米制程,AMD得以趁着英特尔CPU供应短缺之际,成功抢占市场。成为台积电7纳米第一大客户的AMD,未来在5纳米制程上,还将会发布第一款移动芯片,命名为“AMD锐龙C7”,采用的是ARM芯片架构。AMD锐龙C7最快将会在明年上半年发布亮相。

扭转乾坤后的AMD,终于可以自信地喊出“AMD, YES”,苦于10纳米到14纳米制程的英特尔则倍感煎熬。由于英特尔CPU团队人手不足,设计开始落后,许多人离开团队。在向7纳米制程过渡的时候,英特尔还试图与台积电达成协议,找台积电代工。

英特尔名誉董事长戈登·摩尔经过长期观察,总结出著名的摩尔定律“集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过24个月便会增加一倍”,这一归纳在周期上有相应的修正,日后不仅成为一个精准的预测,而且有力敦促计算机芯片研发的进程。摩尔定律问世55年,人们不无惊奇地看到计算机芯片工艺水平的提高。而Google前CEO埃里克·施密特相应提出“反摩尔定律”的局面,也时时刻刻威逼着英特尔、AMD等公司:“一个IT公司即使当前卖掉和18个月前同样多的同一种产品,它的营业收入却会下降一半。”每一次的技术变革都可能有公司永远地倒下。

在半导体芯片制造技术创新方面,对于实力并没有远超英特尔的AMD来说,是没有一丝喘息的机会的。瓶颈突破、业绩冲浪的那一刻固然令人艳羡,但战线总在持续拉长,胜败并不明朗。

无论是追逐摩尔定律还是推动摩尔定律,最为关键的一点是巨额的资金投入。晶圆厂每年的支出都是一笔巨款,包括固定资产折旧、运营成本、研发费用等,因此要求晶圆厂的产能、良率、工艺水平,必须保持在极高的水平,否则就是巨额亏损。硅材料寿命终结的原因在于高温和漏电,这也正是格罗方德曾经一再耽误AMD生产的重要因素。

AMD这些年的发展,与代工厂的深度合作至关重要。AMD规划下一代产品发展将进入7纳米制程节点之际,也决定7纳米制程将会同时使用台积电及格罗方德两家的技术。比如,Zen 2使用台积电7纳米制程来制造,I/O控制芯片由格罗方德制造。

格罗方德正在继续扩大AMD产品的产能。比如12纳米LP工艺制造的Zen+,该制程工艺实际上是14纳米LPP工艺的改良版。以及格罗方德从32纳米SOI、28纳米升级到14纳米的FinFET LPP工艺,让AMD锐龙与Intel处于同一水平线。AMD跟格罗方德的合作显然还会持续下去。

“抢夺台积电”再思考

相比AMD有台积电和格罗方德二者的保驾护航,华为的境况可谓堪忧,丢了台积电事小,丢了经营话语权事大。

作为华为笔记本电脑CPU的主要供应商之一,AMD锐龙系列CPU被华为多款笔记本电脑所采用。有消息称,英特尔也已经获得了美国政府的许可证,可以正常供货给华为。英特尔公司全球副总裁、中国区总裁杨旭在9月21日还发表了署名文章,明确表示“英特尔不会撤出中国”。

美国下禁令后又松口,逐步且缓慢地放开美国半导体公司对华为的出货限制,于是,当前局势下,华为的高端芯片仅能获得来自美国企业的供货。因此,不排除有这样的可能:未来华为所有上游供应链都将受到美国芯片公司的钳制,而走上了联想的老路。

AMD之所以在美国首先获得许可证,与其在CPU业务方面的领先地位不无相关。尽管从长远来看,开放许可对于中国华为并不一定是件好事,但我们仍能从AMD的发展中获得启示。

在半导体行业,技术的制约招招致命。如上所述,AMD也曾因为代工厂格罗方德的工艺瓶颈而萎靡不振,台积电7纳米技术的加持,则使其顺利渡过难关。被关键技术“卡脖子”的滋味众所周知,甚至我们提到的摩尔定律,也因为技术而有了失效的迹象:按照摩尔定律推算,英特尔早在2015年就应该生产出10纳米制程的芯片,然而事实是,直到2019年,英特尔才努力将芯片的电路尺寸减小到10纳米。在此期间,AMD推出的Zen架构CPU抓住机遇,赢得了市场。

再先进的研发技术,都需要市场的迭代,投入市场加速资金流动和技术升级,才是企业得以长远经营的王道。左右台积电等技术持有者做出相应决策的因素,很大一部分正在于资本和市场。台积电的身份暧昧的如今,不仅是AMD和英特尔,全球多家企业都在争取台积电的订单,华为当然也在其中。有消息称,台积电已经获得了对华为的出货许可,不过只限于成熟制程,如华为电视、相机、机顶盒等产品采用的28纳米以上的制程,台积电先进制程芯片出货依然不在允许范围内,继而目前各大半导体厂商奋力追逐的10纳米、7纳米、5纳米等。台积电方面对此的表态则是“不回应毫无根据的市场传闻”。这是一场技术的抢夺,也是资本的较量,对于入局者而言,翻身的契机正暗藏于绝境中。

这也是我们在国际形势更为复杂的情况下,更加强调国产自主研发的重要性的原因。

过去几十年来,国内涌现出中国科学院研究所、国防 科技 大学、国家高性能集成电路(上海)设计中心和苏州国芯等一批研究单位,研发龙芯(Loongson)系列、飞腾(FT)系列、申威(SW)系列等CPU产品。推动对自主计算芯片的研究,并加快攻破设计技术壁垒的进程,设计拥有自主知识产权的国产CPU的脚步正在加快。国产CPU厂商的市场份额虽远不及英特尔、AMD,但在国产化浪潮的推动下正获得新的发展机会。

在国产芯片中,龙芯的自主程度相对较高,这款芯片诞生之初就主张源代码自己写,CPU核独立设计,以拥有自主发展权。龙芯曾支撑2015年中国发射的北斗卫星,如今宣布放弃所有美国技术,转而研发一套完全采用中国技术的指令集LoongArch,离自主可控也更进了一步。

禁令之下,培育国内的自主产业链的生态体系更加迫在眉睫。龙芯这种从下到上都是自主设计的芯片,虽然整体技术相对市场主流有点落后,作为国家战略的技术储备也一直不断推进研发,而其他如国产的芯片,电脑,服务器,办公软件,都需要相应的资金投入和更大范围的测试与使用。CPU生态结构一般需要一到两个核心企业,引领整个行业的发展。但是在国内,各处理器设计企业在指令集选择上五花八门,尚未能够形成领导行业生态的力量。而就基于MIPS架构的龙芯而言,打破桌面平台X86+Win的生态垄断并非易事,但十几年来CPU研发积累的宝贵经验、培养出一大批的人才,都为日后的爆发奠定了基础。后续的推进,仍需要大量的资金、人员投入,以及国家产业政策的持续支持。

AMD在与英特尔的竞争中成长,在低谷里积蓄力量,成为半导体行业中的佼佼者,也有赖于多方合作形成的完整生态。而如今,在市场更具不确定性的情况下,企业应该做好迎战冲击的预案,尤其是在关键技术的自主研发和产业生态培育方面,既有政府的支持,更要同心协力加速研发和迭代,积极迎接竞争和挑战。

1958年8月,Jack S. Kilby在德州仪器发明了集成电路。1959年夏,仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)的罗伯特·诺伊斯发明了大批量生产集成电路的技术。然后,以CPU和内存为关键器件的集成电路产业在美国蓬勃发展,出现了Intel、AMD等很多优秀的芯片公司。尽管CPU和内存都是高集成度的芯片,但在以后的几十年中,CPU和内存走了两条不同的产业链发展道路。

CPU和OS存在绑定关系,后来者很难进入CPU制造领域

在PC时代,CPU一直由Intel、AMD、IBM等几家美国公司垄断,产业链没有发生转移。背后的原因是CPU具有指令集集(Intel等为指令集申请了专利),而指令集和OS有绑定关系,OS又和海量的应用软件有绑定关系。这种从应用软件源头,到CPU的一连串绑定关系,导致最底层的CPU很难被别人替换。也就是说,即使某国家有能力制造出和Intel相同性能和质量的CPU,但由于不能使用Intel的指令集,导致该CPU不能被现有OS调用,也就无法大规模商用。PC时代的WinTel联盟,就是Microsoft和Intel把Windows和x86 CPU进行绑定,阻碍竞争对手进入 *** 作系统和CPU领域。

直到进入智能手机时代,Windows和x86 CPU在功耗、易用性等方面无法满足手机要求,让Apple、Google、ARM抓住了机会,发展出iOS+ARM CPU和Andriod+ARM CPU的新的产业链。

内存和OS不存在绑定关系,后来者容易进入内存制造领域

60~70年代,美国厂商是内存的主要竞争者(Intel、德州仪器、Mostek、Micron等)。80年代,日本采用更高的制造工艺和质量控制,获得竞争优势,成了主要玩家,同时韩国和欧洲厂商也占有部分市场。90年代,日美贸易摩擦导致日本厂商失去竞争力,韩国厂商成为主要玩家。2000年后,美、日、韩、欧洲的多个厂商一直处于混战,内存价格受供求关系的变化,很难控制盈亏,不利于上市的公司年度财务报表。有些公司退出市场,有些被兼并。到2010年代末,主要厂商剩下三星、海力士、美光,这时,中国厂商开始进入该市场。

内存的产业链一直没有出现垄断,主要原因是内存只是一个芯片,没有类似CPU的指令集和 *** 作系统间存在绑定关系。因此新进入者只要有财力、有制造工艺、有市场空间,就可以制造内存销售。

展望未来:情况在变化,CPU的进入门槛在降低

最终用户关注的是应用,而不是OS和CPU。如果应用软件能和OS解耦,或者降低应用程序在不同OS间移植的代价,就打破“”OS+CPU“捆绑垄断。下面一些情况的变化,将导致CPU制造门槛降低:

1,PC客户端的应用逐步Web化。大量应用基于浏览器运行,而浏览器可以在不同OS是运行。这就解除了应用软件和OS间的绑定关系。

2,微信、阿里、百度等平台开始支持小程序。如果大量应用作为小程序,直接在微信等平台上运行,就能打破应用软件被“OS+CPU”绑定的格局。

3,Apple、Google等提供门槛更低的集成开发环境,使得应用软件开发者基于某OS平台开发的软件,能非常容易移植到其他OS平台。这也是打破原有的”OS+CPU“捆绑垄断的路径。

4,虚拟化和云化技术的发展,使得CPU指令集能被虚拟层系统屏蔽掉,上层的应用软件不依赖于CPU型号和指令集。

5,物联网时代将出现海量的终端,而这些终端对CPU、OS的要求不同于PC和手机。这又是一次改变CPU产业链格局的机会。

对中国半导体产业来说,回望来时路,业绩斐然。从身份z芯片到MP3时代,再到大量的山寨机和平板,以及目前的品牌手机和平板,一批批中国芯片企业陆续崛起。"国新风险投资执行董事孙加兴在近日举行的第四届互联网产品创新大会上表示,从计算到"计算+通信"、再到"计算+联接+感知",技术要素不断变迁。目前,芯片产业处于群雄混战的局面,但其市场前景可期。

芯片是半导体元件产品的统称,也是集成电路的载体。前瞻产业研究院发布的《中国半导体产业战略规划和企业战略咨询报告》显示,截至2018年年底,全球半导体营业市场规模达到4779.4亿美元,同比增长15.9%。预测2019年全球半导体营业市场规模将达4901.14亿美元,同比增长2.6%。

目前,全球半导体行业竞争力较强的国家主要是美国、韩国等,中国半导体产业仍然存在诸多不足。"一些高精尖芯片主要依靠进口,国内还不能有效供应。"上海集成电路产业投资基金董事总经理陈刚晶说道,存储、半导体设备生产及销售规模仍然较低,尤其在关键基础性知识产权方面积累不足,导致在核心基础技术和芯片设计上容易受制于人,只占全球市场不到15%的比重。此外,我国集成电路产品仍大量依赖进口。2018年,中国进口集成电路金额约合3120.6亿美元,同比增长19.8%。出口金额为846.4亿美元,进出口额逆差仍在扩大,逆差达到2274.2亿美元,同比增长17.47%。

业内人士称,国内半导体技术落后于海外,造成我国在发展信息科技产业时产业链上下游的大量底层技术严重依赖海外。这在当前面临去全球化风潮中,不管是从商业还是从国家安全角度考虑,都急需开发自主产品,以替代海外技术和产品。对此,赛灵思人工智能业务资深总监姚颂表示,做好芯片需做到以下四点:一是能用,满足用户的基础功能需求;二是好用,功能比较完整,性能表现较好;三是爱用,让用户体验好;四是离不开,在产品之外提供额外的一些附加值。

与此同时,我国需加快人工智能芯片的研发和应用。赛迪智库电子信息研究所研究员王哲介绍说,人工智能芯片以图形处理器、现场可编辑程门阵列、特定用途集成器为发展方向。预计到2021年,全球人工智能的芯片市场规模将达52.2亿美元,年均增长符合率超过50%,超过人工智能行业整体规模。芯片作为人工智能的核心部件,在技术驱动和需求牵引下,市场增长有望实现逐年扩大。

近年来,英特尔、微软、谷歌等国外科技公司都在积极布局人工智能芯片,国内大批企业也都投入巨资研发人工智能芯片。由于国内布局得早,国外在芯片生态上并未形成垄断,催生了大量的人工智能创业企业,如地平线、深鉴科技、寒武纪、云知声、云天励飞等。同时,国内人工智能芯片已经有部分成熟的商业货架产品和应用,广泛分布在金融证券、商品推荐、安防、消费机器人、智能驾驶、智能家居等众多领域,例如,寒武纪通过和华为、曙光等公司合作,将人工智能芯片应用于华为智能手机和曙光的服务器上。

自智能手机诞生以来,供应链厂商都在将各种新技术引入其中,如指纹识别、面部识别、AI美颜、5G通信等。从产业角度而言,虽然说智能手机市场整体增长放缓,但是在4G向5G过渡阶段,以及各种新技术的继续引入,智能手机仍将成为半导体领域重要的市场。对此,英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区射频及传感器部门总监麦正奇认为,4G改变了人们的生活习惯,更多的事情开始在智能手机上完成。到5G通信时代,将会带来更多的变化。

此外,汽车市场芯片需求增长迅速。市场研究公司IC Insights预测,随着技术进步不断增加车内的电子组件用量,预计在2021年以前,汽车电子系统将持续成为六大主要半导体终端市场中成长最强劲的应用。2018年,汽车电子系统的销售额增长约7%,达到1520亿美元,2019年将再增长6.3%,达到1620亿美元。"自动驾驶、信息、娱乐、安全、模拟、连接等将成为快速增长的市场,而新兴的突破性技术--5G、射频、人工智能等将成为未来增长的驱动器。"格芯中国区总经理白农说


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