半导体市场向来是一个硝烟未灭另一个硝烟又起之地,大佬们摆棋弄局,小弟们争相突围。
每隔数十载,市场格局又大变。
前有半导体界称霸已久的巨头英特尔,因困于制程进展缓慢休憩片刻,便引来无数垂涎其地位已久的竞争者——台积电大步超车,从5nm到开始布局3nm;三星不甘示弱,下血本开多条产线,剑指龙头;AMD推陈出新,疯狂抢占PC处理器市场。
而其中,突围最成功的当然要数AI芯片领域的佼佼者英伟达。
短短几年,人工智能从一个冷门的非主流领域,变成了人们争相谈论的“网红”,甚至发展到了商业的最前沿。
今年来,以 游戏 显卡成长起来的英伟达可算是吃到了甜头。由于新冠疫情的影响,居家隔离办公期间,在线 游戏 和远程计算服务让英伟达成为了最大的受益者。
2020年8月17日,英伟达公司股价再创新高,493美元的收盘价之后市值冲破3000亿美元,成为美国半导体行业的第一,比巨头英特尔高出近1000亿美元,这个市值也等于老朋友AMD、Intel两家的市值之和。
这一件又一件的喜事,足以让英伟达创始人老黄-黄仁勋兴奋不已——看来以后怼英特尔更理直气壮了!
老黄于1963年2月在台湾出生,后在1972年举家移民美国。
老黄在上高中的时候就迷上了计算机,高中毕业后就报考了俄勒冈州大学学习计算机科学和芯片设计。在那里,他遇到了他未来的妻子
Lori。
毕业后,他们搬到了硅谷,黄仁勋开始了他在竞争对手AMD的第一份工作。老黄工作的同时也在继续着学业,并于1992年在斯坦福大学获得了电子工程硕士学位。在他的第二份工作,就职于芯片制造商LSI Corp期间,他遇到了在Sun Microsystems(太阳计算机系统公司)工作的Malachowsky和Priem。
1993年4月,在圣何塞Berryessa立交桥附近的Denny's里,三位年轻的电气工程师——黄仁勋和朋友马拉乔斯基(Chris Malachowsky)和Curtis Priem联合创立了Nvidia,启动资金4万美元,致力于生产能够为视频 游戏 生成更快、更逼真的图形专用芯片。
公司起初没有名字,黄仁勋说:“我们想不出名字,就给所有的文档命名为NV,意思是‘下一代’(next version)。”由于需要让公司具象化,创始人只能去查阅所有带了这两个字母的单词,他们发现了“ invidia ”,它在拉丁语中意为“羡慕”。于是名字就这么敲定了。
三人在21世纪初看到了 数字化浪潮 的机会,并且希望用与英特尔在1990年代相同的方式定义计算。
英伟达创始人之一的马拉乔斯基说: “ 1993年没有市场,但我们看到了一波热潮。” “每年都有一个加州冲浪比赛,比赛时间为五个月。当他们在日本看到某种形式的波浪现象或风暴时,便告诉所有冲浪者出现在加利福尼亚州,因为两天内会发生波浪。就是这样我们才刚开始。”
浪潮?
三人看到的浪潮,就是那个年代新兴市场——图形处理器(GPU)。
在 PC 诞生之初,并不存在 GPU的概念,所有的图形计算都由 CPU 进行计算,直到NVIDIA提出了GPU概念。
GPU通常作为视频 游戏 玩家插入PC主板的卡出售,可提供超快的3D图形。不过这项技术在当时并不被看好。
1995年9月30日,英伟达发布第一款可以真正意义上被称为显卡的产品,叫做NVIDIA STG-2000X。该产品采用英伟达的第一代NV1架构,开发成本为1000万美元。
这款产品并不成功,而且花光了英伟达筹来的第一笔投资,之后又经历了NV2的研发,均在市场上没有掀起什么浪花。这个刚成立没几年的年轻公司几乎破产,陷入财政危机的英伟达被迫解雇一半员工,最后仅保留了约40名核心人员艰难地维持公司的运作。
直到1997年,RIVA128的研发,它的速度是其他图形处理器的4倍,被视为英伟达第一款最成功的显示核心。借着这款产品的成功,英伟达一鼓作气于1998年秋和1999年2月分别推出了TNT和TNT2,一举占据了显卡芯片市场的主流位置。从此GPU就改变了世界,特别是在 游戏 领域,NVIDIA GPU几乎已经成为了 游戏 设备的标配。
上个世纪90年代末,70家GPU公司中存活下来的只有Nvidia和AMD。
与台积电
1998 年英伟达与台积电签署了合作伙伴关系协议,台积电开始协助制造 NVIDIA 产品。
这里还有一段小故事:
也许是同是老乡情谊,在一次采访中黄仁勋回记起1995 年的某天,张忠谋在跟他谈生意时说道,“我赴汤蹈火也要拿到你生意。” 黄仁勋说:“我们两家总共已做过100 亿美元的生意”。
1995 年,32 岁的黄仁勋遭遇商业瓶颈写信给张忠谋,询问台积电能否替 NVIDIA 代工生产第一颗芯片。随后台积电接下英伟达的订单,帮助其快速占领市场。黄仁勋对这段雪中送炭的情谊感动不已,据说还将这段经历画成了漫画送给张忠谋。(不得不说,画得是比我好多了。)
2017年黄仁勋获颁交大名誉博士,张忠谋也亲自到场祝贺,并表示与黄仁勋的友谊长达25年。张忠谋2018年6月在台积电股东常会后正式退休后,黄仁勋还受邀参加张忠谋的家宴。黄仁勋在家宴致词最后,也念了他写给张忠谋的一封信。这封信像是当作他们最后的道别,因为2019年的英伟达就转投由三星代工。
英伟达1999年1月全年营收突破1.5亿美元,并同年在美国纳斯达克挂牌上市。发行时,市值达2.3亿美元左右。2000年,公司收购九十年代末至二十世纪初的显卡芯片领导者3dfx,进一步壮大技术储备。2007年英伟达收入超过40亿美元,与上市时相比收入翻了近26倍!
2008年到2010年,受到“显卡门”事件以及全球经济危机的影响,上升势头正猛的英伟达遭遇了当头棒喝。公司一次性支付了近2亿美元来解决该产品质量问题,重创之后英伟达进入了短暂的停滞期。
终于来到关键性的2012年!
2012年,多伦多大学的Alex Krizhevsky创办了能够从100万样本中自动学习识别图像的深度神经网络“AlexNet”,成为人工智能的标志性事件。随后,斯坦福的 Andrew Ng 与 NVIDIA 研究室合作开发了一种使用大规模GPU 计算系统训练网络的方法。深度神经网络技术迅速发展,Nvidia 也一举成为深度学习领域最炙手可热的公司。
2016年9月13日,公司在GTC CHINA 2016 (NVIDIAGPU技术大会)
上发布了推理加速Tesla P4/P40,形成了深度学习的核心产品。
据悉,英伟达数据中心的业务可分为高性能计算、人工智能和深度学习以及可视化三大部分。目前,英伟达数据中心业务约一半的收入来自于人工智能和机器学习,40%的收入来自于高性能计算。
英伟达在AI领域的高歌猛进甚至让半导体老炮英特尔都感觉到了威胁,以至于英特尔很快地开始大举收购小型AI初创公司,以免错过下一波浪潮。
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除了 游戏 、数据中心业务,英伟达也在自动驾驶领域进行了多个布局。2015年推出世界上第一块车载超级大脑第一代Drive PX,2017年,英伟达发布了全球首款为全自动驾驶系统设计的计算机芯片,这套名为Drive PX Pegasus的新系统面向Level 5级别的自动驾驶 汽车 。近年来,英伟达深耕自动驾驶领域,如今已经成为自动驾驶硬件的前沿公司。
近日,英伟达公布第二财季财报显示,公司第二财季的营收为38.7亿美元,同比增长50%。其中,数据和 游戏 收入占大头——数据中心业务(包括Mellanox在内)营收达到17.5亿美元,同比增长167%; 游戏 业务营收为16.5亿美元,同比增长26%;专业可视化业务营收为2.03亿美元,同比下降30%;机动车业务营收为1.11亿美元,同比下降47%。
与一贯的500强CEO的形象不符的是,黄仁勋有着别具一格的风格。标志性的皮衣,以及手臂上有一个英伟达logo的抽象版本。
“我一直认为我们距离倒闭还有30天的时间,”黄仁勋说,“这不是害怕失败,而是害怕自满,我甚至不希望自己安定下来。”
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芯片的发展历史(一)
第一,本人不是从事芯片产业工作的,只是理工科毕业,知道一些,但是对于芯片及技术方面的,大部分是不懂的。
第二,文中会提到很多上市公司,只是作为一个分析,不做买卖参考。如果有人要去 *** 作,一定自己研究一下基本面,我尽量保证引用的资料正确,但是买卖 *** 作还是要自己负责。
近期在研究半导体产业链,所以想写一些文章,尤其是希望能够分享自己研究的心得,希望大家能够多多支持。
本文主要是讲讲芯片技术的发展。
半导体产业中,集成电路(IC)占比超过80%,所以集成电路基本上等同于半导体产业。所以经常说到的芯片,集成电路,IC,半导体产业都是同一个意思,都是是指将一定数量的元器件及其连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路,可细分为逻辑电路、存储器、微处理器、模拟电路。
半导体技术从19世纪开始诞生,发展至今扮演着越来越重要的角色,我们日常所熟知的手机(移动终端)、宽带(网络通信)、摄像头(安防监控)等都跟IC有关,就连美国硅谷的诞生也跟IC有关。
1、半导体技术发展的基础
半导体导电能力随着温度、光照条件、输入电压(电流)和掺入杂质的不同而发生很大变化,这四大特性的发现顺序分别如下:
1833年:法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现;
1839年:法国贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是半导体的第二个特性:光生伏特效应;
1873年:英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体的第三种特性;
1874年:德国布劳恩观察到某些硫化物的导电有方向性,也就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第四种特性。
半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。
直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。
半导体的这四个特性,虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。
直到1947年12月,人类 历史 上的第一个半导体点接触式晶体管才诞生于美国贝尔实验室,从此开创了人类的硅文明时代。
2、半导体技术发展历程
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。世界上最早的电子产品是由电子真空管组成的,具有体积大、易碎、密封性差等一系列 缺点,以硅晶圆材料为衬底制作的晶体管具有固态、体积小、质量轻、耗电低且寿命长的优点,被人们发现成为替代真空管的最佳材料,得到广泛应用。
从晶体管到集成电路再到高度集成。晶体管的出现开启了半导体工业的 篇章,接着将分立器件集成化、缩小结构尺寸、提升数量、降低功耗, 成为技术发展的迫切需求,集成电路应运而生。所谓集成电路,是指在 单个半导体晶片上,将晶体管、电阻、电容及连接线等有机结合的电路 结构,其本质上是晶体管制造工艺的延续。集成电路、分立器件、被动 元件以及各类模组器件通过 PCB 板连接,又构成了智能手机、PC 等各 类电子产品的核心部件。集成电路的出现,在一定程度上预示着半导体 工业走向规模产业化和技术上的成熟,也预示着半导体技术向微电子技 术方向上的演变。随着工艺水平和封装技术的提升,集成电路又逐步由 小规模(SSI)、中规模(MSI),逐步发展至大规模(LSI)、特大规模 (VLSI)乃至巨大规模(GSI)。当前,半导体产业经过半个多世纪的发 展,不仅带来了世界经济与技术的飞速发展,也带来了整个 社会 的深刻 变革,从日常使用的电子产品到航空航天,处处都有半导体的身影。可 以毫不夸张的说,半导体技术是现代电子信息技术发展的原动力和重要基础。
三、硅谷的诞生及仙童半导体的传奇
业内都说“先有仙童后有硅谷”要了解美国硅谷的发展史,那就绕不过早期的仙童半导体公司。
1955年,“本世纪最伟大发明”的“晶体管之父”的肖克利(W.Shockley)博士离开贝尔实验室, 肖克利回到了自己的家乡圣克拉拉(Santa Clara)谷,并创建“肖克利半导体实验室”。
世界英才慕名而来,最后肖克利在各领域的天才与精英中,确定了公司创立之初的八位成员,而这八位初创成员也是后来对硅谷乃至世界范围产生深远影响的“八叛将”(The Traitorous Eight):罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩尔(Gordon Moore)、谢尔顿·罗伯茨(Sheldon Roberts)、朱利亚斯·布兰克(Julius Blank)、尤金·克莱纳(Eugene Kleiner)、金·赫尔尼(Jean Hoerni)、杰·拉斯特(Jay Lsat)、维克多·格里尼克(Victor Grinnich)。
1960s“八叛徒”离开肖克利成立了仙童半导体公司。到了1969年,“八叛将”的叛变精神再次燃烧,随着布兰克的出走,当初创立仙童的 “八叛将”也尽数离开了仙童半导体公司。一时间,仙童迎来了大量的离职潮,也由此孕育了更多的半导体公司的诞生。
(1)1961年,赫尔尼、拉斯特和罗伯特出走,三人创办了Amelco,就是后来的Teledyne(泰瑞达),从事半导体测试业务。
(2)1962年,克莱纳离开,创办了Edex以及后来知名的风险投资公司凯鹏华盈(KPCB)。
(3)鲍勃.韦勒,1966年离开仙童加入美国国家半导体公司。查尔斯·斯波克,1967年离开仙童加入美国国家半导体公司,任CEO。
(4)到了1968年,诺伊斯带着戈登·摩尔与工艺开发专家安迪·格鲁夫(Andrew S·Grove)离开了仙童半导体公司,而由他们三人所创立的公司就是由仙童衍生出来的公司中最为人所熟知的IT业巨头——英特尔(Intel)。
(5)仙童销售部门主任杰里·桑德斯(Jerry Sanders)带着几名员工创立了AMD半导体公司,成为英特尔的主要竞争对手。
(6)美国国家半导体(现已被TI收购),Altera(现已被英特尔收购)等的创始人都出自仙童半导体公司。
得到仙童半导体八位联合创始人支持的公司数量超过2000家,其中包括Instagram,Palantir,Pixar,Nest,Whatsapp,Yammer,以及苹果(乔布斯的创业得到过仙童半导体创始人的潜心指导,在此就不赘述了)。
乔布斯对仙童的评价:“仙童半导体公司就像棵成熟了的蒲公英,你一吹它,这种创业精神的种子就随风四处飘扬了”
到2013年为止,由仙童公司直接或间接衍生出来的公司共达到了92家,而其中上市的30家公司的市值更是超过了2.1万亿美元,产值甚至超过了当年的一些发展中国家GDP。
可以说是仙童给旧金山湾区带来了半导体产业,因为半导体的材料是硅,所以加州这个原本拗口的“圣塔克拉拉谷”,在上世纪70年代开始被更多的人称之为——硅谷(Silicon Valley)。
总之,以上就是芯片的发展历程,包括技术上的发展及硅谷的诞生。后面从产业链的转移角度,回顾芯片的发展。
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