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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易车讯 日前,英伟达创始人、CEO黄仁勋线举行了私人技术会议“ GTC 2021”。线上直播中正式发布了最新自动驾驶芯片Atlan。单颗芯片的算力能够达到1000TOPS,Atlan芯片将于2023年向开发者提供样品,2025年大量装车。
NVIDIA首席执行官黄仁勋在主题演讲中透露,沃尔沃将使用NVIDIA的车载半导体“ DRIVE Orin”。据说该车载机将从沃尔沃下一代XC90开始使用,预定于2022年发布。从去年开始,NVIDIA的车载半导体就已经供应并安装了“Xavier”,而这种Xavier的后继产品将是“Orin”。Xavier的处理能力为30TOPS,而Orin的处理能力约为254TOPS的八倍,它旨在处理在自动驾驶汽车和机器人上同时运行的大量应用程序和深度神经网络。
全新的自动驾驶芯片Atlan,单颗芯片的算力能够达到1000TOPS,相比Orin算力提升接近4倍,超过现今大部分L4级自动驾驶车辆整车的算力。
Atlan拥有安培架构GPU核心、基于Arm的Grace CPU核心、深度学习和计算机视觉加速单元以及BlueField DPU核心,Atlan SoC将于2023年向开发者提供样品,2025年大量装车。
黄仁勋同时,英伟达也公布了最新L4级自动驾驶开发车Hyperion 8,车辆搭载2颗英伟达Orin芯片用作自动驾驶计算,1颗Orin芯片用作监测车内安全员,4颗Orin芯片与4颗MLNX芯片记录3D环境。
车外传感器使用8个800万像素摄像头、4个300万像素鱼眼摄像头、3个座舱内摄像头、9个毫米波雷达以及2个激光雷达。这辆开发车将在今年年底面向开发者开放。黄仁勋还宣布自动驾驶仿真平台DRIVE Sim将于今年夏季开放使用。
此外,法拉第未来宣布将在FF 91上搭载英伟达Drive Orin平台。未来,FF 81和FF 71车型上配备更先进的自动驾驶和停车功能,这两款同样搭载NVIDIA DRIVE Orin自动驾驶平台的车型预计分别于2023年和2024年上市。
2018年,是个特殊的年份。3月,随着特朗普政府宣布对500亿美元中国商品征收关税并实施投资限制,中美贸易战正式拉开帷幕。4月,美国商务部宣布美国政府在未来7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品,这就是著名的“中兴事件”。贸易战和“中兴事件”的背后,暴露了国产供应链的脆弱,凸显了加快解决“卡脖子”难题的重要性,尤其是在半导体这种核心技术领域。
自2018年贸易战和“中兴事件”后,国内企业在半导体领域掀起了新一轮轰轰烈烈的国产替代浪潮。叠加近两年“缺芯”问题持续发酵下,“造芯”阵营进一步扩大,智能手机、 汽车 、互联网、家电、ODM、房地产、分销商等行业厂商纷纷跨界,入局半导体产业。
时至2022年,四年过去了,那些年一起跨界造芯的玩家们现在还好吗?我们一起来看看。
芯片之于手机厂商,就是核心竞争力。不难发现,能登上塔顶的人,必要的条件就是拥有属于自己的自研芯片,比如苹果、华为。入局自研芯片,已经成为了国产厂商想要进一步发展,通过自研打造独家差异化的必选项。
为了打造独家差异化用户体验,小米和vivo根据自身需求先后推出了自研影像ISP芯片澎湃C1以及vivo V1 ,而OPPO则是出手即王牌,直接推出了影像专用NPU芯片马里亚纳 X。相比于ISP,NPU芯片不仅性能更强,还具备深度学习能力。
然而,国产三大巨头OVM目前量产的芯片,还不能和高度集成
的SoC芯片相比,甚至被人嘲笑除了华为,其他国产手机造芯是奢望,是营销噱头,但重要的是手机巨头已经迈出了第一步。相信在未来,会有更多搭载国产自研核心技术的产品面世。
受到自2020年下半年开始芯片供应不足的刺激, 汽车 芯片在去年上半年出现了明显供货不足的现象,甚至导致部分 汽车 厂商出现因芯片短缺 汽车 无法下线。
从2021年年初开始,我国车企开始大规模向芯片行业纵向投资,以布局自己的 汽车 芯片供应链。其中,包括北汽、上汽、东风、吉利在内的国内老牌车企,纷纷积极投资芯片企业,其布局的产品类型覆盖了碳化硅材料功率器件、自动驾驶芯片、智能座舱芯片等多个领域。
从进程上看,即使比亚迪、零跑 汽车 、五菱 汽车 等车用芯片已经面世,但其工艺上仍然与顶尖厂商有很大的差距。
以零跑自研的智能驾驶芯片为例,凌芯01采用的是28nm的制造工艺,功耗为4W,算力为8.4TOPS,暂时还不及国内的地平线征程3采用的16nm制程工艺,5Tops算力,2.4W功耗。和国际厂商更是差之甚远。英伟达等国际厂商已经在开发5nm、7nm先进制程工艺车用芯片,部分产品已实现量产或装车。
在电子化、电动化、智能化的大背景下,整车厂商对芯片的需求更加多元化,单一链条式合作模式不能满足需求。整车厂商开始试图跨过零部件供应商直接与芯片厂商合作开发产品,网状模式开始兴起。未来在智能化领域, 汽车 厂商通过资本运作方式进入上游供应链的合作模式将成为常态。
可以看出,通过自研AI芯片布局芯片领域,是互联网企业进军芯片市场的主流途径。对于不同的互联网企业来说,由于他们所构建的生态有所不同,因此,他们对芯片性能需求存在着差异。在这种情况下,定制化的AI芯片或许能够让他们更好地发挥出生态的价值。而就目前的市场情况来看,市场还没有给予互联网公司足够多的选择,在这种情况下,自研AI芯片也就成为了一条发展路径。
据ABI Research调查数据预估,2024年全球云端AI芯片市场规模高达100亿美元,而目前绝大部分市场份额被英伟达占据。一方面,是芯片市场的巨大市场规模吸引了互联网大厂的目光,加之当下的“缺芯潮”以及“卡脖子”威胁,互联网大厂不得不造芯。另一方面,芯片产业链发展日益成熟,自己下场造芯成本降低,云计算等业务的深度发展也离不开芯片的加持。
纵观互联网,有名有姓的不是正在“造芯”,就是在“造芯”的路上。
实际上2000年以后,海尔、美的、康佳、TCL、海信、长虹和创维为代表的的家电企业,就响应号召踏上家电芯片研发之路,格力、美的以MCU为主,海信是电视高端画质芯片、SOC和AI芯片,TCL发力显示与触摸芯片、机顶盒智能芯片,长虹的代表芯片是音频处理SoC,海尔是IoT芯片,创维是AI画质芯片,康佳是存储和显示处理芯片,这7个厂商主要都围绕着MCU主控芯片和图像处理芯片展开。
起步这么早,然而20年过去了,对比华为,中国七大家电巨头“造芯”却有点拿不出手。
早在2017年的股东大会上格力董明珠就这样表示,“格力要造芯片,即使未来投资500亿,格力也必须成功开发芯片!” 距离2017年的股东大会已经过去5年,格力公司发布公告显示,其自研的国产芯片—32位MCU微控制单元芯片已经进入量产阶段,并且已经投入使用,当前年产量高达1000万颗。
问题来了,如果格力真的花光了500亿,并用了好几年时间,但是却仅仅只是设计出一个MCU芯片的话,那么却着实有点高射炮打蚊子的意思。这也是家电企业跨界造芯的缩影。
由于近年来手机ODM行业的竞争加剧,马太效应凸显,强者愈强,行业的发展空间并不大,受手机市场影响也比较大。在此情况之下,即便是像富士康和闻泰 科技 这样的龙头企业也不敢轻易放松,正在积极寻找出路。
2015年,闻泰 科技 借壳中茵股份“曲线上市”,成为A股第一家ODM(原始设计制造商)行业上市公司。但手机ODM行业门槛低、毛利率低,成功上市后,闻泰 科技 将目光投向了半导体行业。完成对安世半导体的收购后,闻泰 科技 完成了从手机代工厂商到半导体企业的转身,市值更是突破千亿大关,堪称国内企业跨界造芯的经典之作。
以金茂、恒大为代表的房地产商,他们“跨界半导体”无非就是寻找利润增长点的有一次新尝试,打造“生态园区+地产”的模式,可能以经营产业园区为主要目的,在发展半导体产业的过程中起辅助作用,而不是真的转做半导体、研发芯片,准确的说,只是借助产业发展地产相关业务
房地产跨界造芯,也是目前我们看到的几大领域里边唯一一个至今未能拿出实实在在芯片产品的。随着恒大“暴雷”以及房地产行业形势急转直下,地产造芯似乎正在变得遥遥无期。
众所周知,在半导体芯片分销领域,通常主要为上游芯片厂商从分销和代理业务,并不会直接自主研发芯片。芯片厂商和分销厂商分工明确,分销商并不会涉及到芯片原厂业务。不过,从分销商进入芯片行业的案例也的确存在,那就是韦尔股份,此前作为分销商,通过收购正式成为原厂,并成为国产CIS龙头企业。
随着国内电子元器件分销行业的发展,分销商实力与日俱增,越来越多的分销商开始通过资本运作等方式触及上游原厂资源,增强自身竞争优势。甚至像韦尔股份,彻彻底底的转型成为芯片原厂,这种趋势将在中美贸易争端和国产替代的背景下继续深入发展。
不难发现,除了房地产商“跨界”进入半导体领域目的不同之外,无论是家电厂商利用技术赋能产品,互联网厂商建立生态或代工厂商谋求转型,基本都是实打实的想在半导体领域做出一番成绩,为“中国芯”的发展贡献一份力量。
需要注意的是,尽管这些厂商背靠中国这一广阔的市场,从事半导体行业、研发芯片充满了无限的机遇与可能,然而企业必须做好打持久战的准备。
一是做好长期亏损的准备。上海海尔集成电路公司就是一个典型案例,公司在这一领域创业十多年,亏损期就长达10年。直到2011年,才跨过营收亿元门槛,2012年实现营收1.41亿元。
二是做好人才储备、技术攻坚的准备。人才缺乏已经成为近年来集成电路产业内普遍存在的问题,人才培养的速度远远赶不上市场需求。“跨界”做半导体,如何获取人才,依靠人才实现技术突破,企业都应当有一个长远规划。
三是做好长周期、高风险投入的准备。半导体产业的一大特点就是周期长、风险高、涉及面广。以一款芯片而言,从规划、设计到量产,其时间短则三五年,长则十数年,这一点与其他行业有着明显不同。
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