美国又一芯片巨头“沦落”：IBM也开始寻找亚洲芯片代工厂

很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商，但鲜有人知，在半导体制造领域，IBM也曾是领跑者。

1988年，IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年，IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示，2003年，IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强，仅次于台积电和联电，IBM在半导体领域一时风光无两。然而， 时过境迁，美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工，至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。

据外媒报道，当地时间8月17日， IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ，这款芯片由三星电子生产，采用7nm EUV（极紫外光刻）工艺，其性能将是上一代的3倍。据悉，Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片， 最早由IBM自己生产，然后交给格芯负责代工，后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商，也是世界第三大晶圆代工厂，现在再交给三星电子。

开头提到，既然IBM拥有半导体制造部门， 曾在半导体制造领域占据一席之地，那么为何今天会依赖外部市场代工呢？IBM是如何走到这一步？

当初，IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务，帮市场代工不是主要考虑。但是， 由于英特尔的强势竞争，IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化，导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ，这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业， 生产工艺每数年升级一次，动辄耗资数十亿美元，如果没有大量出货，那么很难负担制造成本。

随着制造成本增加，IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示， 2004年，IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位；到2010年，这一排名已跌出20名开外。

同时，研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场，产品竞争力不足。 2010年，POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm，同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应，芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年，半导体制造部门占IBM营收为1.4%，但该部门每年亏损最多达到15亿美元。

IBM只能选择将该业务剥离出去，来改善IBM的盈利能力。 2014年10月，IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯，把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。

除IBM外，AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月，由于格芯制程工艺落后，其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片，全部交由台积电代工；2019年，英特尔将部分14nm订单外包给三星生产； 2020年7月，英特尔与台积电达成协议，从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。

在这样的背景下，美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场，可能存在风险 ，尤其是疫情冲击全球供应链，更加剧这种担忧。最近，美国就计划重振本土半导体行业，在6月提出相关法案斥资370亿美元（约合2600亿元人民币）用于扩大本土研究和制造业务。 那么，为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢？

美国是半导体芯片的发源地，在经历了成熟的发展阶段后， 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快，于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代，美国涌现了一批优秀的Fabless企业，即只负责芯片的电路设计与销售的企业。

随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同，美国一些IDM（集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式）企业逐渐将芯片制造部门剥离出去， 转型成为Fabless企业，就如今天文章的主人公IBM类似，这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。

上文提到过，半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒，需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线，这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节，并紧贴市场需求变化，这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进，亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务，并涌现了一批高端代工企业，如台积电、联电、中芯国际等。

此消彼长，不进则退， 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高，美国芯片制造与之的差距也在拉大，而且趋势是越来越难跟上 ，如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出，目前全球仅有12%的芯片在美国制造。

不难看到，虽然美国还是全球半导体行业的霸主，但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战，随时还可能被甩到更后，也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策，以试图扭转这种局面，而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。

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英伟达（Nvidia）如果成功以400亿美元收购Arm，预计将对芯片世界产生重大影响，但要完全理解这一交易的影响还需要很多年。

由于多种因素，预计未来几年会出现更多此类交易，对于拥有创新技术的初创公司的收购兴趣增加，以及从股市筹钱更加容易都是重要原因。 此外，还有许多新兴市场正在逐渐升温，比如5G、边缘计算、AI / ML以及自动驾驶 汽车 的持续发展。

短期内，大多数行业的并购受新冠疫情的影响，但这不会持续下去。 收购是实现规模增长以及完善公司产品的最快方法，也是快速吸纳人才的方法。

Nvidia收购Arm的交易，是全球最大的GPU供应商与第一大移动处理器IP供应商的结合，将帮助Nvidia的业务范围从数据中心扩展到了边缘和终端。这笔交易也有助于两家公司将自己定位在边缘计算的不确定但新兴的世界中，在这个世界中，高度专业化的设备和服务器用于预处理或完成大量数据的处理。此外，Arm拥有广泛的生态系统。

“作为一家合并公司，我们可以做很多事情。增加的投资将使我们能够积极推动数据中心的发展，并将已经在数据中心中大量应用的AI推广到各个角落，并到达边缘。” Arm首席执行官Simon Segars说：“英伟达拥有大量的IP产品组合，可用于构建芯片、产品和系统。我们向全球半导体行业授予IP许可，并围绕此建立了一个生态系统。因此，我们将拥有更多的IP许可给客户。”

并购的成败，时间会给出答案

目前，Nvidia对Arm的收购交易还要通过各国监管机构的审查和批准。据熟悉并购交易的几位业内人士称，德州仪器（Texas Instruments）在2000年以76亿美元的价格收购Burr-Brown，这似乎是一项轰动的交易，但事实证明，这一收购的结果比最初的预期要局限得多。

两家公司的合并增强了TI在模拟技术领域的能力，并加强了公司的业务重点，但对整个行业的影响却不那么明显。TI 2011年以65亿美元收购美国国家半导体（National Semiconductor）的情况也是如此。

相比之下，ADI公司在2017年以148亿美元的价格收购了Linear Technology，并以210亿美元的价格收购了Maxim Integrated，使其成为TI强大的竞争对手，TI数十年来一直主导着模拟领域。ADI的收购让这个利润丰厚的市场，迎来了更多的价格和性能竞争，也为初创公司带来了机会。

“英特尔对Mobileye的收购可能具有重大意义。” Segars说：“ Broadcom（博通）被Avago（安高华）收购也是一笔重要的交易。人们谈论半导体整合已经很长时间了，这也确实正在发生。如果绘制这些公司市值的图表，就会发现长尾巴，这确实很有趣。ADI收购Maxim是另一回事。由于COVID-19，收购的进度要慢一些。对于从未有过交集的公司而言，很难融合在一起。Maxim和ADI有长期的合作关系。Arm、Nvidia和Softbank也彼此熟知。”

EDA和IP领域的并购超过芯片行业其他领域

EDA的收购交易数超过了芯片行业的任何其他领域，不过EDA行业的大多数收购规模都相对较小。 然而，三大EDA公司如果没有收购推动其增长，就永远不会成为三大巨头，而且芯片业不太可能会像以前那样发展。 仅Synopsys就完成了100多次收购。Mentor已经完成了70多次并购，而Cadence已经完成了50多次。（这个数字并不精确，因为有些是资产的分拆和收购，而不是整个公司。）

“许多产品属于增量产品，从技术上和经济上都有所提升。我们非常大的收购的交易之一是Avant，Synopsys在那时建立了所谓的设计前端、综合、仿真、时序、功耗等。那时的后端是物理设计，它是布局布线和一些验证，是由不同公司完成的。”Synopsys董事长兼联合首席执行官Aart de Geus表示，

“在90年代后期，我越来越担心，从技术角度来看，设计和后端设计之间的相互依赖性将变得越来越强。这种情况发生在2000年左右，当时人们担心经济低迷带来的影响。事实证明，在2001年经济大萧条时，许多消费者打算减少开支。只有一家公司——Mentor介于这两者之间，因此我们认为有必要提升我们的能力参与这场竞争。”

正是Cadence开启了EDA行业的并购。“在EDA中引人注目的两个收购是Cadence-Gateway和Cadence-Tangent。”西门子Mentor的名誉首席执行官Wally Rhines说，“随着世界正从原理图转向RTL，Gateway使Cadence进入了网关开发的Verilog业务，这推动了Verilog成为标准。虽然行业协会是VHDL，但Verilog处于领先地位。”

“同样重要的是Cadence对Tangent的收购。Tangent是一家门阵列路由器公司（最好的门阵列路由器公司），他们也开发了面向标准单元迁移的能力。更早之前，Mentor IC Station和Cadence从Solomon Design Automation出来的Virtuoso的前身，都提供相似的产品。今天的IC Station可能就是Virtuoso，只不过SCS（硅编译器系统）和Mentor的IC Station之间的内部争使他们陷入了完全停滞，为Cadence提供了机会。”

可以说，EDA行业中最重大的收购涉及2016年西门子（Siemens AG）对Mentor的收购。 西门子是一家大型企业集团，也是欧洲最大的工业制造公司，这笔45亿美元的交易使西门子可以提供了从设计软件到完整的半导体流程的完整服务。

同时，也让Mentor成为了一家实力雄厚的公司，其资金规模远大于所有EDA公司的总和。从这个角度来看，2019年，西门子的收入超过1000亿美元。所有EDA公司的市值之和只是其中的一小部分。

IP公司也积极购买其他IP公司，Arm的增长至少部分也是来源于多年来的收购。一些EDA公司，特别是Cadence和Synopsys，也收购了许多小型的IP公司。

Arteris IP董事长兼首席执行官K. Charles Janac表示：“迄今为止，在IP领域，最重要的收购是Synopsys进行了一项将近10亿美元的业务，主要集中在外围I/O IP和PHY技术。 英伟达对Arm的收购对于IP行业和半导体行业都是极为重要的。Nvidia试图成为下一代计算平台，与Intel和AMD直接竞争。因此，在Nvidia的支持下，也许Arm架构将成为SoC的下一个核心。”

关键是协同作用。“我曾经为Joe Costello工作，那时他担任Cadence首席执行官，他有几个有趣的想法。”Janac说，“这笔交易是很好的财务交易，但也必须能够有一些协同作用。如果将2两家公合并放在一起，它们的总和不应等于2或者2.5，应该为3或4。两家公司还需要在文化上兼容并积极地合作。Costello说的另一件事是，最好的交易是双方都对交易有些不满。如果有人真的很高兴，那可能就不算什么了。”

处理器和内存领域的重大并购

在处理器方面， Nvidia收Arm的意义不仅仅局限于某个方面。Arm的生态系统是如此广泛，以至于Arm处理器内核主导着从智能手机中的应用处理器到各种各样的便携式设备，当然，这不是收购唯一重要的意义。

AMD在2006年以54亿美元收购了GPU制造商ATI，从而使AMD在数据中心市场成为英特尔重要的竞争对手。 “ AMD收购了ATI的图形业务，这使他们能够在与Intel兼容的CPU的基础上进一步发展CPU业务。” 西门子Mentor的名誉首席执行官Wally Rhines说。“ ATI是一家非常独特的公司。如果回顾 历史 ，你会发现随着图形标准的改变，大约每10年就会出现一家新的图形公司。ATI是唯一延续了几代，并幸存下来的公司。”

在存储领域，一系列收购促成了美光的复兴。 他说：“日立和NEC合并成为Elpida（尔必达），被美光（Micron）收购。这的确使美光 科技 保留了DRAM业务，今天全球有三大DRAM供应商，虽然美光公司是最小的，但那笔交易使他们拥有了足够的技术和竞争力，以及日本公司的影响力。”

IDC研究副总裁Shane Rau表示同意。他说：“美光收购尔必达使他们迈过了门槛。现在有三大内存公司，这对于它们在DRAM中具有足够的供需是必要的。我们预计NAND市场也将出现整合。”

政府对收购的干预和影响

不过，并非所有宣布的收购都能实现。审查过程可能会产生令人意外的结果，而且政府可能认为国家受到威胁。 过去，主要是美国政府负责终止或推迟重大交易，但中国等其他国家开始发挥其市场力量 ，中国否决了高通公司的440亿美元收购NXP的计划。

“由于富士通收购交易的失败，美国国家半导体收购了仙童半导体。”Rhines说，“这笔交易意义重大，因为美国国家半导体数十年来一直将其研发投资降至最低，而Don Brooks（当时的总裁兼首席执行官）领导下的仙童半导体开发了出色的新技术。它使美国国家半导体焕发出了新的生命，因为一家将研发投入最小化和运营卓越最大化的公司收购了一家研发投入最大化的公司。”

美国政府在另外两项间接影响芯片产业的交易中也发挥了重要作用。第一项涉及1956年IBM签署的同意法令，当时该法令旨在限制IBM捆绑服务、软件和大型计算机的，被称为“市场篮子”的垄断定价。

IBM是当时唯一提供这三个功能的公司，而且由于当时的平台也是行业的标准，所有软件都必须与IBM的设备兼容。因此，IBM利用其市场影响力使用低价策略与这三个细分市场中的任何一个竞争对手竞争。

到1980年代初期开始PC时代时，IBM仍主要通过大型机和微型计算机来赚取收入，其高管的观点是，PC只是一种玩具。因此，IBM的想法是，与其再次扼杀市场竞争者使自己面临政府的更多干预，不如与英特尔和微软签署交易，而不是试图拥有所有技术。

美国政府还于1982年中断了贝尔系统的交易，让另一项交易达成。AT&T放弃了对贝尔运营公司的控制，而贝尔运营公司又被拆分为地区运营公司。贝尔实验室（Bell Labs）与联邦政府合作开展了大量工作，当时贝尔实验室是全球主要的研发部门之一，与IBM不相上下。 贝尔实验室在1947年发明了第一个晶体管，这是成为Linux基础的Unix *** 作系统，也是第一个光路由器。

贝尔实验室于2006年作为朗讯（Lucent）的一部分出售给了阿尔卡特（Alcatel），这是分拆的一部分，在2016年又被诺基亚收购。同时，GlobalFoundries在2015年收购了IBM的微电子业务。这两项收购终结了两个最大的半导体研究业务。

尽管IBM仍在为AI系统进行芯片研究，但在美国，公司以及公司/政府资助的半导体研究，尤其是通信和计算研究的全盛时期已经结束。

各国政府也阻止了芯片行业的其他交易。美国外资投资委员会（CFIUS）阻止了清华紫光集团在2018年以230亿美元的价格收购美光的交易。美国司法部还阻止了Applied Materials（应用材料公司）和TEL（东京威力科创）在2015年的93亿美元合并。

400亿美元的并购规模上限

Nvidia并购Arm的交易仍然是半导体行业规模最大的交易，尽管数量不多。Avago以370亿美元的现金和股票收购了Broadcom。不过，值得注意的是，似乎有一个可接受的上限。

IC Insights的高级市场研究分析师Rob Lineback表示：“几年前，我们确定半导体并购协议（不包括与系统级和软件业务相关的交易）已达到约400亿美元的上限。 高通公司未能以440亿美元收购恩智浦的交易在2018年7月被取消，因为中国在贸易战中一直推迟批准该交易。美国博通以1210亿美元的对高通的恶意收购报价（后来降至1170亿美元）被阻止，是因为担心该国在蜂窝通信技术领域的领导地位的丧失。”

尽管有足够的资金和公司参与的意愿，但规模仍然很重要。“由于大型交易的高价值，更多国家之间的贸易保护主义抬头以及贸易摩擦的加剧，大约400亿美元似乎已成为半导体行业可行的收购规模限制。” Lineback说，

“地缘政治环境和贸易战可能会继续限制半导体并购的规模。但是，Nvidia的400亿美元协议违反了这一假设上限。Nvidia与Arm的交易不仅影响了IC行业许多领域的主要参与者，而且似乎也是对当今地缘政治下芯片并购限制的考验。”

在中国，也有对收购交易的股份限制。非本土公司要建立合资公司，需要由中国合作伙伴公司拥有股份子公司51％或更多股份。IDC的Rau说：“这笔交易使Arm剥离了Arm China 51%的股份，意义重大。这是将知识产权带到中国的几笔交易之一。MIPS向中国开放，RISC-V也向中国开放。”

半导体行业正在进入新的阶段

新收购将如何改变芯片行业还有待观察，但是摩尔定律的放缓，以及芯片设计向更异构的方向发展以及对处理和智能需求的推动力，正在改变着芯片行业的动态。

“我们似乎正在进入半导体行业的新阶段，在1970年代和1980年代，通常与大型半导体公司进行纵向集成，这些大型半导体公司开发自己的处理器内核、EDA工具、有时甚至还包括处理设备。” Codasip的高级市场总监Roddy Urquhart说。

“到1990年代，这种情况已经被诸如德州仪器和西门子半导体（于1998年分拆）之类的公司所打破，放弃了内部EDA工具，转而采用商业工具。在同一时间范围内，包括Arm、MIPS、ARC和Tensilica在内的IP公司应运而生，以提供内部内核的替代方案。到2000年，世界上大多数公司都依靠三大EDA公司和Arm来满足大多数设计工具和IP需求。在同一时间范围内，我们看到了纯晶圆代工厂的出现和无晶圆厂半导体公司的增长。凭借稳定的商业环境，全球IC设计在许多地区得到了发展，特别是在中国和印度。”

更多的并购让市场在不同的地区进行重组，采用新技术以及需要在更多地方处理更多数据的需求，将会有更多的收购，但是速度如何尚不清楚。 雷锋网

原文链接：https://semiengineering.com/deals-that-change-the-chip-industry/雷锋网雷锋网

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