原創(chuàng) 宇多田 虎嗅APP

出品｜虎嗅科技組

作者｜宇多田

圖片｜視覺中國

本文為虎嗅科技組對全球芯片行業(yè)變局的系列觀察文章之一， 本文為系列第一篇——歡迎來到2020年半導體大變革時代。

我們被“困在原地”，近1年之久。

然而，1年前我們或許怎么也不會想到，這種狀態(tài)給中國乃至全球大大小小企業(yè)帶來的“轉(zhuǎn)型思考”，會從1月時的一小撮火苗，衍變?yōu)橐粓鰺樗挟a(chǎn)業(yè)的數(shù)字化大火。

“在疫情下，科技行業(yè)其實已經(jīng)與整體經(jīng)濟脫鉤了。特別是半導體產(chǎn)業(yè)，仍在蓬勃發(fā)展?！?/p>

臺積電現(xiàn)任董事長劉德音在2020年6月股東大會證明，這場大火消耗“底層燃料”——芯片的速度與胃口，也變得前所未有。

3個月后，臺積電第二次上調(diào)2020年收入預期。這家全球最大半導體制造廠的主要判斷，便來自于大眾對5G移動設(shè)備和數(shù)據(jù)中心高性能計算設(shè)備的強勁需求。

但另一邊，在中美貿(mào)易戰(zhàn)與經(jīng)濟蕭條沖擊下，部分服務(wù)于汽車、工業(yè)等傳統(tǒng)制造的半導體巨頭卻在承受著收益急速縮減的巨大壓力。

于是，在這個極為特殊的時間節(jié)點上，從來只有“無情”，沒有“同情”二字的半導體市場，在2020年迎來了它命中注定的大整合時代。

2020年，在不到5個月的時間里，半導體產(chǎn)業(yè)誕生了5筆強強聯(lián)手的并購案（下圖），每一家涉及的半導體公司都赫赫有名，每一筆金額都超過百億美元，每個合并后的企業(yè)都會變成半導體新巨獸。

截至今年11月，全球已經(jīng)在2020年達成了至少總額為1150億美元（7603億人民幣）的收購交易。無論是單筆最大數(shù)額還是總額，都打破了近20年來保持的半導體產(chǎn)業(yè)并購記錄。

不確定當前，抱團取暖

某種程度上，2020年巨額交易頻現(xiàn)的并購潮更像是2015~2016年的一種延續(xù)。

根據(jù) IC Insight 的監(jiān)測數(shù)據(jù)，2015年全球半導體并購金額高達1033億美元，而2016年則延續(xù)了這一趨勢，總交易額超過985億美元，幾乎是2010~2014年的5倍之多（平均年交易額僅有186億美元）。

業(yè)內(nèi)人士在當時分析，隨著全球宏觀經(jīng)濟增長減速，半導體行業(yè)增長也隨之放緩，但研發(fā)和資本密集度卻在持續(xù)增加，競爭也日趨激烈，半導體產(chǎn)業(yè)的并購將會是大勢所趨。

勝科納米董事長李曉旻曾告訴虎嗅，相比國內(nèi)，海外半導體市場已高度成熟，特別是模擬芯片市場，甚至勝負已分。因此，每個細分領(lǐng)域都已經(jīng)逐漸進入到并購整合，寡頭壟斷的階段。

2020年模擬芯片市場老二亞諾德與第七名美信的合并，以及SK海力士兼并英特爾存儲業(yè)務(wù)變成僅次于三星的閃存巨頭，便有此種意圖。

“此前有統(tǒng)計，十年前納斯達克可以找到過百家半導體公司的名字，到現(xiàn)在只剩下四十家左右。但在上市公司數(shù)量減少的同時，行業(yè)的整體營收和市值規(guī)模卻又大大提升了?！?/p>

另一方面，通過并購補齊短板，用多元化業(yè)務(wù)以分散企業(yè)經(jīng)營風險，在英偉達和AMD的這兩筆交易上體現(xiàn)得更為明顯。

優(yōu)勢長期只定格在AI加速器上的英偉達，可以通過ARM，獲得全球80%以上智能手機和成千上萬臺家用電器的芯片設(shè)計授權(quán)。

賽靈思的財務(wù)數(shù)據(jù)（下圖）告訴我們，來自航空航天、國防、工業(yè)以及測繪部門的訂單為其貢獻了將近一半的收入，有線與無線設(shè)備部門的銷售額也占比達30%。而AMD在這些市場上的占有率很低，甚至根本不存在。

然而，2020年也出現(xiàn)了更多新變數(shù)。

首先，美國用半導體供應(yīng)鏈作為武器，試圖打亂這個高度全球化分工產(chǎn)業(yè)，也給半導體產(chǎn)業(yè)的未來走勢增加了不確定性。

雖然中國半導體綜合實力不強，遠落在美國、韓國和日本之后，但中國是世界最大的半導體銷售市場，買賣的芯片占全球總銷量的50%以上。

因此，2019年的“華為禁令”讓包括邁威爾、inphi、美光等華為的美國芯片供應(yīng)商陸續(xù)受到打擊，紛紛調(diào)低了季度收益和銷售預期。

其次，正是半導體消費大國的身份，讓中國具備了對全球所有大型半導體并購案說“不”的權(quán)力。

2018年，高通就因中國的“拒簽”放棄了對恩智浦的收購。換句話說，中國的“點頭”將是2020年這五筆巨額并購能否走到最后一步的重要一環(huán)。

兩國之間在半導體市場的博弈，拉扯著這條鏈條上的所有公司，沒有一家可以置身事外。因此，為了度過這段極為不穩(wěn)定，但又不知何時才能終結(jié)的暴雨夜，“抱團取暖”實為上策。

都想成為“下一個英特爾”

如果你只看到了以上的淺層次原因，那么你會錯過半導體產(chǎn)業(yè)接下來10年劇本中最精彩的一章。

1個月前，在英偉達收購ARM的消息剛被曝光時，一位英偉達工程師向虎嗅傳達了4個字，來概括這筆收購的技術(shù)層緣由：

“架構(gòu)創(chuàng)新”。

在半導體產(chǎn)業(yè)超過半個世紀的發(fā)展中，我們每次想讓處理器擁有更強的計算能力，基本就一個答案：那添加更多的“硅”就好了。

但運算的復雜性，芯片那塊板子上晶體管排列結(jié)構(gòu)的局限性以及成本早已開始侵蝕這一準則，而這也是摩爾定律消亡的關(guān)鍵原因之一。

一位曾在阿斯麥和半導體材料企業(yè)供職的資深專家告訴虎嗅，2010年，英特爾將芯片線寬縮到20納米，就已到達當時光刻設(shè)備所能承受的極致。據(jù)其透露，英特爾嘗試了包括阿斯麥、尼康等多家頂級企業(yè)的光刻機，但仍然無法解決問題。

“現(xiàn)在，你所聽到的14納米，7納米，已經(jīng)不再是嚴格按照摩爾定律計算的尺寸。為了延續(xù)摩爾定律，包括英特爾，所有企業(yè)就必須對芯片做架構(gòu)上的創(chuàng)新。”

換言之，決定半導體產(chǎn)品創(chuàng)新周期的黃金定律——摩爾定律早已名存實亡。芯片絕對尺寸不斷縮小的速度趨緩，正逼近“芯片制造設(shè)備的極限”；而隱隱有燎原之勢的IOT（物聯(lián)網(wǎng)）、人工智能、自動駕駛應(yīng)用領(lǐng)域，卻急需對癥下藥的新彈藥。

英特爾早已意識到這一點，因此多年前就對自己的芯片架構(gòu)發(fā)起了挑戰(zhàn)。

已經(jīng)離職的芯片設(shè)計天才、英特爾硅工程部門前負責人兼高級副總裁吉姆·凱勒（Jim Keller）參與設(shè)計了英特爾的3D堆疊芯片產(chǎn)品 Lakefield，他極為推崇利用垂直構(gòu)建的方式來重新設(shè)計芯片。

簡單來說，這種方法能夠?qū)⒉煌δ艿男酒B加在一起，通過最底部的那塊垂直向上傳輸數(shù)據(jù)，讓芯片與芯片之間實現(xiàn)高速互聯(lián)。

圖片來自Hot chips

當然，英特爾在PC市場最強勁的對手AMD也在嘗試同樣的事情——他們試圖將一組不同功能、不同工藝，甚至是不同品牌的小芯片（Chiplet）進行“混搭”，糅合為一個系統(tǒng)。

譬如，AMD第二代企業(yè)級“霄龍”處理器只有核心使用了臺積電的7納米先進工藝，而其他部分則使用了低成本的舊工藝，譬如14納米或20納米。因為有些功能，舊工藝足以勝任。

換句話說，一枚芯片全生命周期（材料生產(chǎn)、設(shè)計、制造、封裝測試）中的材料和封裝，將在改變芯片結(jié)構(gòu)上起到愈加關(guān)鍵的作用。因此，賽靈思聞名圈內(nèi)的2.5D封裝技術(shù)，一定會給AMD設(shè)計更復雜的片上系統(tǒng)（Soc）帶來幫助。

Xilinx 在2018年10月推出數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品Versal ACAP，一個完全軟件可編程的異構(gòu)計算平臺

那么從商業(yè)角度來看，一個更現(xiàn)實的問題是，究竟有什么有利可圖的機會在驅(qū)使著巨頭們爭先恐后地搞芯片架構(gòu)創(chuàng)新？

我們不妨來先回答這個問題——為何谷歌、微軟、亞馬遜以及阿里也陸續(xù)自己參與和設(shè)計芯片，并使用最為先進的制造和封裝工藝？

兩個問題的答案都指向一個市場：數(shù)據(jù)中心。

雖然我們對人工智能商業(yè)化的可行性不置可否，但短短3年時間，人工智能在各個行業(yè)的應(yīng)用滲透率，已經(jīng)遠超過大眾的想象——

小到今日頭條和淘寶的個性化推薦，大到特斯拉的輔助駕駛功能和工廠產(chǎn)線的預測性維護……在金融（銀行）、零售以及工業(yè)等所有產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，都有人工智能算法深藏其中。

因此，從整個應(yīng)用體量來看，未來5年由人工智能算法驅(qū)動的半導體購買量將不可小覷。而算法模型量級和復雜性都在呈爆炸性增長的當下，芯片的架構(gòu)創(chuàng)新變得勢在必行。

與此同時，伴隨著個人娛樂與辦公、消費級硬件和企業(yè)的上云化浪潮，運營著超級數(shù)據(jù)中心的云計算巨頭與擁有數(shù)據(jù)中心的大大小小企業(yè)，都將成為新型高性能處理器的買家。

那么接下來很多事情就都在意料之中了——英特爾，這個占據(jù)數(shù)據(jù)中心70%市場份額的最大贏家一定會遭遇更猛烈的圍攻。

雖然PC市場讓大眾知道了英特爾，但“數(shù)據(jù)中心”是其僅次于PC市場的收入來源，占據(jù)總營收超過三分之一。僅2019年Q4這部分收入就高達72億美元，而AMD2019全年的收入才只有67億美元。

針對2020年5筆巨額并購（第一張圖），有半導體專家告訴虎嗅，從商業(yè)競爭角度來看，英偉達、AMD、邁威爾們都是沖著數(shù)據(jù)中心市場而來。

剛剛宣布收購Inphi的邁威爾一開始就明確表達了自己的意圖：“Inphi 的技術(shù)是云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的核心，我們希望借助Inphi特有的硅光子材料和DSP（數(shù)字信號處理）技術(shù)來拓展數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施市場。”

此外，已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心細分市場——AI加速器最大供應(yīng)商的英偉達，先是在2020年4月吞并了能夠為成千上萬服務(wù)器做高效連接的Mellanox。后來CEO黃仁勛又在宣布收購ARM時公開向英特爾叫板：

“我非常興奮能集中大量資源，將 Arm 變成一個世界級的數(shù)據(jù)中心CPU供應(yīng)商?！?/p>

然而，因芯片架構(gòu)簡潔精煉在移動設(shè)備市場備受歡迎的ARM其實也曾努力沖擊過數(shù)據(jù)中心市場，但一直沒太有存在感。

一位工程師在EE journal上發(fā)文表示，英特爾的至強處理器等企業(yè)級產(chǎn)品之所以在數(shù)據(jù)中心的地位一直堅不可摧，是由三件事情來捍衛(wèi)的：

營銷辯護。在2B市場，企業(yè)的采購部門不愿意冒著被解雇的風險選擇新產(chǎn)品，而是更傾向于選擇購買“那種90%數(shù)據(jù)中心都在使用的系統(tǒng)”。

X86指令集架構(gòu)建立的生態(tài)。它幾十年來既是行業(yè)標準，也是大多數(shù)軟件編譯器的默認目標。讓企業(yè)使用新CPU，你需要讓工程師們走出一個可執(zhí)行文件都是X86的世界。

品質(zhì)硬。沒錯，英特爾曾經(jīng)是最先進芯片制造工藝的引領(lǐng)者，所以服務(wù)器處理器毫無疑問都是最先進且性能最好的。

但現(xiàn)在，其中兩座高墻正在被叛亂分子們動搖并跨越。

首先是今年6月，蘋果被爆料“將在自己的Mac電腦里，將陸續(xù)用ARM處理器替代英特爾的CPU”的消息引起了軒然大波，隨之而來的是各種英特爾個人電腦芯片唱衰論。

當時，人們忽視了一個更深層次的變革——這也許標志著英特爾在X86時代40年統(tǒng)治地位的結(jié)束。

而X86的壟斷被打破，那么便有可能讓其在數(shù)據(jù)中心的壟斷地位被打破。

Linux之父 Linus torvalds曾解釋過ARM服務(wù)器一直沒有打開市場的重要原因——開發(fā)者希望在云上運行與自己筆記本上相同的代碼。因為代碼都是在X86筆記本上編寫的，而不是在手機上。

所以，ARM筆記本電腦被認為很可能是數(shù)據(jù)中心市場發(fā)生重大變革的催化劑。因為蘋果即便在個人電腦市場的份額只有8% ，但這家公司籠絡(luò)到的全球軟件開發(fā)者比例卻卻近30%。

而另一個“掌握先進制造工藝”的壁壘，也在今年9月隨著“英特爾7nm芯片推遲”的消息被打破（具體信息可參考我之前寫的這篇文章《英特爾退位，臺積電稱王》）。這意味著，使用臺積電工藝的AMD們也同樣可以推出性能不輸英特爾的CPU。

當然，英特爾并非沒有在努力加固自己的優(yōu)勢。

他們收購了超過三家人工智能芯片公司，2015年以167億美元收購了賽靈思的主要競爭對手、FPGA市場老二 Altera，并在數(shù)據(jù)中心取得了成功。這在某種程度上，也是AMD決定收購FPGA老大賽靈思的重要原因之一。

2019年末，英特爾不僅推出了oneAPI 計劃來推動數(shù)據(jù)中心異構(gòu)計算的發(fā)展，也在為服務(wù)器級處理器開發(fā)了剛才提到的3D芯片堆疊技術(shù)與AI加速器技術(shù)。

此外，有意思的是，英特爾雖然毅然扔掉了Nand閃存業(yè)務(wù)，但卻悄悄保留了一種用于數(shù)據(jù)中心的先進存儲技術(shù)Optane 。

數(shù)據(jù)中心，圖片來自medium

但很顯然，數(shù)據(jù)中心從底層芯片、數(shù)據(jù)量再到服務(wù)器結(jié)構(gòu)每天都在發(fā)生的微妙動態(tài)變化，終于為權(quán)力挑戰(zhàn)者們打開了封閉幾十年的大門。

無論是同樣具備強大技術(shù)與資金實力的Super7（亞馬遜、微軟、谷歌、Facebook、阿里、騰訊、百度），還有兩年來拔地而起的數(shù)十家新型處理器創(chuàng)業(yè)公司，誰能具備和控制在異構(gòu)計算架構(gòu)上運行應(yīng)用程序的軟硬件能力，打破舊技術(shù)定式的禁錮，誰就有了顛覆的機會。

但是，一位半導體工程師并不認為這是一個贏家通吃、未來仍然會被某一家企業(yè)壟斷的市場。

“由于運營在數(shù)據(jù)中心之上的任務(wù)非常復雜，數(shù)據(jù)量也非常龐大，有GPU擅長的，有CPU擅長的，也有FPGA（可編程處理器）擅長的，所以擴展數(shù)據(jù)中心的驅(qū)動因素也非常多，并不是只需要一種芯片架構(gòu)，而是各種類型CPU、GPU、FPGA以及AI加速器組成的異構(gòu)體系?！?/p>

簡言之，數(shù)據(jù)中心的未來贏家，既包括垂類芯片廠商，也包括那些能夠支持多種任務(wù)的異構(gòu)設(shè)計者——不僅能夠?qū)⒋鎯?shù)據(jù)的內(nèi)存與CPU、GPU、FPGA以及AI芯片盡可能近地靠在一起，還能用高帶寬把它們都“拼接”起來，讓數(shù)據(jù)在不同處理元素間高效流動。

“再去提7納米、5納米或者是3納米的縮進，對半導體行業(yè)來說，已經(jīng)變得逐漸沒有意義了?！?他認為，半導體技術(shù)的關(guān)鍵已經(jīng)開始往芯片互聯(lián)、存算一體以及封裝技術(shù)上轉(zhuǎn)移，任何掌握新技術(shù)的公司都可以成為蛋糕的分享者。

“數(shù)據(jù)量在擴大，數(shù)字轉(zhuǎn)型的企業(yè)還在增加，這就意味著數(shù)據(jù)中心市場的規(guī)模還在擴大、沒有上限。英特爾也許依然是領(lǐng)導者，但這并不意味著挑戰(zhàn)者們沒有自己的一席之地?！?/p>

中國企業(yè)需要謹慎且冷靜

在2020這輪新的并購大潮中，中國半導體玩家有人隔岸看戲，有人悲觀，有人也看到了技術(shù)浪潮帶來的新機會。

“他們是否聯(lián)手，從生意角度，對我們其實不太有利?！?一位半導體從業(yè)者認為，“抱團”肯定擁有更大的客戶定價權(quán)，向美國政府申請出口許可也有更大的話語權(quán)。對中國用戶來說，選擇面肯定更窄了，議價能力會被進一步削弱。

“當然，巨頭許可批準后，短期內(nèi)有些國內(nèi)企業(yè)可能會拿到自己想要的芯片，這可能是唯一的好處?！?/p>

還有半導體人也有類似的吐槽：“以前像工業(yè)級的VR（一種電源管理芯片）與VRM芯片可以從三家采購，如果亞諾德與美信合并，那么現(xiàn)在可能就只有兩家?！?/p>

此外，倪光南院士也曾在9月的一次演講中指出，ARM的芯片架構(gòu)在一些產(chǎn)業(yè)具有壟斷性，如果被美國公司控股，那么會對中國產(chǎn)生不利。“我相信我們商務(wù)部可能會否了這個并購，” 他強調(diào)。

但是從技術(shù)角度，我們也不應(yīng)該放過平等創(chuàng)新的機會。

在英偉達宣布收購ARM，AMD宣布要收購賽靈思后，有不少中國企業(yè)級芯片工程師很激動，“看，異構(gòu)說了兩年多了，現(xiàn)在愈發(fā)確定，都是為了芯片的異構(gòu)設(shè)計！”

“你可以從賽靈思過去1年每季度的收入展望中看出來，他們開始瞄準人工智能等方向加大投入，同時，數(shù)據(jù)中心的收入也在逐漸增加。”

一位數(shù)據(jù)中心芯片架構(gòu)師告訴虎嗅，賽靈思的FPGA芯片是他們做產(chǎn)品驗證必不可少的產(chǎn)品，因為架構(gòu)調(diào)整具備靈活性。目前這種芯片雖然相比CPU和GPU更加昂貴，但在通信設(shè)備上很關(guān)鍵，華為等企業(yè)就會大批量購入賽靈思的芯片。

“中國有不少芯片公司與云計算巨頭也在數(shù)據(jù)中心的異構(gòu)計算設(shè)計上做持續(xù)大規(guī)模投入。雖然基本功差距較大，但大家都看到了這種趨勢。”

但實際上，中國企業(yè)那個無論如何都不能錯過這一輪新技術(shù)列車、搞自主研發(fā)的理由，每個人都很清楚。

“我們再也回不去了?！?一位半導體產(chǎn)業(yè)人士感嘆，中美日韓的扼喉之戰(zhàn)，巨頭抱團壟斷，全球的數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮……都在一遍又一遍提醒中國半導體產(chǎn)業(yè)只剩下“自力更生”這一條路：

“這就像一個人突然給了你一刀。即便傷好了，但疤會一直存在，而且會在未來每一個雨夜隱隱作痛，提醒你不能忘記從2018年之后兩年來中國經(jīng)歷的一切?！?/p>

尾聲：

如此來看，按照半導體產(chǎn)業(yè)興衰的8年一個“輪回”，2020年，只是半導體市場最高光時刻的開始。

也就是說，全球絕大多數(shù)半導體企業(yè)都會在接下來的5年里參與圍繞數(shù)據(jù)中心發(fā)起的一系列叢林戰(zhàn)爭，會在一個技術(shù)不按照摩爾定律來瘋狂更迭的環(huán)境中造出產(chǎn)品，或被產(chǎn)品打敗。

毫無疑問，這個領(lǐng)域沒有弱者。

如對本稿件有異議或投訴，請聯(lián)系tougao@huxiu.com

End

原標題：《5只百億巨獸誕生，半導體產(chǎn)業(yè)徹底變天》

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