5只百亿巨兽降生,半导体产业完全变天

出品|虎嗅科技组

作者|宇多田

图片|视觉中国


本文为虎嗅科技组对环球芯片行业变局的系列视察文章之一, 本文为系列第一篇——迎接来到2020年半导体大革新时期。

 

我们被“困在原地”,近1年之久。

 

然则,1年前我们或许怎样也不会想到,这类状况给中国大大小小企业带来的“转型思索”,会从1月时的一小撮火苗,衍变成一场烧遍统统产业的数字化大火。

 

“在疫情下,科技行业实在已与团体经济脱钩了。特别是半导体产业,仍在蓬勃生长。” 

台积电现任董事长刘德音在2020年6月股东大会证实,这场大火斲丧“底层燃料”——芯片的速率与胃口,也变得亘古未有。

 

3个月后,台积电第二次上调2020年收入预期。这家环球最大半导体制作厂的重要推断,便来自于群众对5G挪动装备和数据中心高机能盘算装备的强劲需求。

 

但另一边,在中美贸易战与经济冷落袭击下,部份服务于汽车、工业等传统制作的半导体巨子却在蒙受着收益急速缩减的巨大压力。

 

因而,在这个极为特别的时候节点上,历来只要“无情”,没有“怜悯”二字的半导体市场,在2020年迎来了它命中注定的大整合时期。

 

2020年,在不到5个月的时候里,半导体产业诞生了5笔强强联手的并购案(下图),每一家触及的半导体公司都大名鼎鼎,每一笔金额都凌驾百亿美圆,每一个兼并后的企业都邑变成半导体新巨兽。

 

停止本年11月,环球已在2020年达成了最少总额为1150亿美圆(7603亿人民币)的收买买卖营业。无论是单笔最大数额照样总额,都突破了近20年来坚持的半导体产业并购纪录

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不肯定当前,抱团取暖和

 

某种程度上,2020年巨额买卖营业频现的并购潮更像是2015~2016年的一种连续。

 

依据 IC Insight 的监测数据,2015年环球半导体并购金额高达1033亿美圆,而2016年则连续了这一趋向,总买卖营业额凌驾985亿美圆,几乎是2010~2014年的5倍之多(均匀年买卖营业额唯一186亿美圆)。

 

业内人士在当时剖析,跟着环球宏观经济增进减速,半导体行业增进也随之放缓,但研发和资本麋集度却在延续增添,合作也日趋激烈,半导体产业的并购将会是大势所趋。

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胜科纳米董事长李晓旻曾通知虎嗅,比拟国内,外洋半导体市场已高度成熟,特别是模仿芯片市场,以至输赢已分。因而,每一个细分范畴都已逐步进入到并购整合,寡头垄断的阶段。

 

2020年模仿芯片市场老二亚诺德与第七名美信的兼并,以及SK海力士兼并英特尔存储营业变成仅次于三星的闪存巨子,便有此种企图。

 

“此前有统计,十年前纳斯达克可以找到过百家半导体公司的名字,到如今只剩下四十家摆布。但在上市公司数目削减的同时,行业的团体营收和市值范围却又大大提升了。”

 

另一方面,经由过程并购补齐短板,用多元化营业以疏散企业经营风险,在英伟达和AMD的这两笔买卖营业上表现得越发显著。

 

上风历久只定格在AI加速器上的英伟达,可以经由过程ARM,取得环球80%以上智能手机和不计其数台家用电器的芯片设想受权。

 

赛灵思的财务数据(下图)通知我们,来自航空航天、国防、工业以及测绘部门的定单为其贡献了快要一半的收入,有线与无线装备部门的贩卖额也占比达30%。而AMD在这些市场上的占有率很低,以至基础不存在。

 

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然则,2020年也涌现了更多新变数。

 

起首,美国用半导体供应链作为兵器,试图打乱这个高度环球化分工产业,也给半导体产业的将来走势增添了不肯定性。

 

虽然中国半导体综合气力不强,远落在美国、韩国和日本以后,但中国事天下最大的半导体贩卖市场,买卖的芯片占环球总销量的50%以上。

 

因而,2019年的“华为禁令”让包含迈威尔、inphi、美光等华为的美国芯片供应商连续遭到袭击,纷纭调低了季度收益和贩卖预期。

 

其次,恰是半导体花费大国的身份,让中国具有了对环球统统大型半导体并购案说“不”的权利。

 

2018年,高通就因中国的“拒签”摒弃了对恩智浦的收买。换句话说,中国的“颔首”将是2020年这五笔巨额并购可否走到末了一步的重要一环。

 

两国之间在半导体市场的博弈,拉扯着这条链条上的统统公司,没有一家可以置身事外。因而,为了渡过这段极为不稳定,但又不知什么时候才闭幕的暴雨夜,“抱团取暖和”实为上策。

 

都想成为“下一个英特尔”

 

假如你只看到了以上的浅条理启事,那末你会错过半导体产业接下来10年脚本中最出色的一章。

 

1个月前,在英伟达收买ARM的音讯刚被暴光时,一名英伟达工程师向虎嗅转达了4个字,来归纳综合这笔收买的手艺层启事:

 

“架构立异”。

 

在半导体产业凌驾半个世纪的生长中,我们每次想让处置惩罚器具有更强的盘算才能,基本就一个答案:那增加更多的“硅”就好了。

但运算的庞杂性,芯片那块板子上晶体管分列构造的局限性以及本钱早已入手下手腐蚀这一原则,而这也是摩尔定律灭亡的症结启事之一。

 

一名曾在阿斯麦和半导体材料企业供职的资深专家通知虎嗅,2010年,英特尔将芯片线宽缩到20纳米,就已抵达当时光刻装备所能蒙受的极致。据其泄漏,英特尔尝试了包含阿斯麦、尼康等多家顶级企业的光刻机,但依然没法解决问题。

 

“如今,你所听到的14纳米,7纳米,已不再是严厉根据摩尔定律盘算的尺寸。为了连续摩尔定律,包含英特尔,统统企业就必须对芯片做架构上的立异。”

 

换言之,决议半导体产物立异周期的黄金定律——摩尔定律早已名不副实。芯片相对尺寸不停减少的速率趋缓,正迫近“芯片制作装备的极限”;而隐约有燎原之势的IOT(物联网)、人工智能、自动驾驶运用范畴,却急需对症下药的新弹药。

 

英特尔早已意想到这一点,因而多年前就对自身的芯片架构提议了应战。

 

已去职的芯片设想天赋、英特尔硅工程部门前负责人兼高等副总裁吉姆·凯勒(Jim Keller)介入设想了英特尔的3D堆叠芯片产物 Lakefield,他极为推重运用垂直构建的体式格局来从新设想芯片。

 

简朴来讲,这类要领可以将差别功用的芯片叠加在一同,经由过程最底部的那块垂直向上传输数据,让芯片与芯片之间完成高速互联。

 

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图片来自Hot chips

 

固然,英特尔在PC市场最强劲的敌手AMD也在尝试一样的事变——他们试图将一组差别功用、差别工艺,以至是差别品牌的小芯片(Chiplet)举行“混搭”,糅合为一个系统。

 

比如,AMD第二代企业级“霄龙”处置惩罚器只要中心运用了台积电的7纳米先进工艺,而其他部份则运用了低本钱的旧工艺,比如14纳米或20纳米。因为有些功用,旧工艺足以胜任。

 

换句话说,一枚芯片全生命周期(材料生产、设想、制作、封装测试)中的材料和封装,将在转变芯片构造上起到越发症结的作用。因而,赛灵思著名圈内的2.5D封装手艺,一定会给AMD设想更庞杂的片上系统(Soc)带来协助。

 

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Xilinx 在2018年10月推出数据中心产物Versal ACAP,一个完整软件可编程的异构盘算平台

 

那末从贸易角度来看,一个更实际的问题是,终究有什么有益可图的时机在使令着巨子们力争上游地搞芯片架构立异?

 

我们无妨来先回覆这个问题——为什么谷歌、微软、亚马逊以及阿里也连续自身介入和设想芯片,并运用最为先进的制作和封装工艺?

 

两个问题的答案都指向一个市场:数据中心。

 

虽然我们对人工智能贸易化的可行性不置可否,但短短3年时候,人工智能在各个行业的运用渗入率,已远凌驾群众的设想——

 

小到本日头条和淘宝的个性化引荐,大到特斯拉的辅佐驾驶功用和工场产线的瞻望性保护……在金融(银行)、零售以及工业等统统产业的数字化转型过程当中,都有人工智能算法深藏个中。

 

因而,从全部运用体量来看,将来5年由人工智能算法驱动的半导体购置量将不可小觑。而算法模子量级和庞杂性都在呈爆炸性增进的当下,芯片的架构立异变得势在必行。

 

与此同时,伴跟着个人文娱与办公、花费级硬件和企业的上云化海潮,运营着超等数据中心的云盘算巨子与具有数据中心的大大小小企业,都将成为新型高机能处置惩罚器的买家。

 

那末接下来许多事变就都在意料之中了——英特尔,这个占有数据中心70%市场份额的最大赢家一定会遭受更凶猛的围攻。

 

虽然PC市场让群众知道了英特尔,但“数据中心”是其仅次于PC市场的收入泉源,占有总营收凌驾三分之一。仅2019年Q4这部份收入就高达72亿美圆,而AMD2019整年的收入才只要67亿美圆。

 

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针对2020年5笔巨额并购(第一张图),有半导体专家通知虎嗅,从贸易合作角度来看,英伟达、AMD、迈威尔们都是冲着数据中心市场而来。

 

方才宣告收买Inphi的迈威尔一入手下手就明白表达了自身的企图:“Inphi 的手艺是云数据中心收集的中心,我们愿望借助Inphi特有的硅光子材料和DSP(数字信号处置惩罚)手艺来拓展数据中心基础设施市场。”

 

另外,已成为数据中心细分市场——AI加速器最大供应商的英伟达,先是在2020年4月兼并了可以为不计其数服务器做高效衔接的Mellanox。厥后CEO黄仁勋又在宣告收买ARM时公开向英特尔叫板:

 

“我异常高兴能集合大批资本,将 Arm 变成一个天下级的数据中心CPU供应商。”

 

然则,因芯片架构简约精华精辟在挪动装备市场备受迎接的ARM实在也曾勤奋袭击过数据中心市场,但一向没太有存在感。

 

一名工程师在EE journal上发文示意,英特尔的至强处置惩罚器等企业级产物之所以在数据中心的职位一向牢不可破,是由三件事变来保卫的:

 

  • 营销辩解。在2B市场,企业的采购部门不愿意冒着被开除的风险挑选新产物,而是更倾向于挑选购置“那种90%数据中心都在运用的系统”。

 

  • X86指令集架构竖立的生态。它几十年来既是行业标准,也是大多数软件编译器的默许目的。让企业运用新CPU,你须要让工程师们走出一个可执行文件都是X86的天下。

 

  • 质量硬。没错,英特尔曾经是最先进芯片制作工艺的引领者,所以服务器处置惩罚器毫无疑问都是最先进且机能最好的。

 

但如今,个中两座高墙正在被叛乱分子们摇动并逾越。

 

起首是本年6月,苹果被爆料“将在自身的Mac电脑里,将连续用ARM处置惩罚器替换英特尔的CPU”的音讯引起了轩然大波,随之而来的是种种英特尔个人电脑芯片唱衰论。

 

当时,人们无视了一个更深条理的革新——这或许标志着英特尔在X86时期40年统治职位的完毕。

 

而X86的垄断被突破,那末便有大概让其在数据中心的垄断职位被突破。

 

Linux之父 Linus torvalds曾诠释过ARM服务器一向没有打开市场的重要启事——开发者愿望在云上运转与自身笔记本上雷同的代码。因为代码都是在X86笔记本上编写的,而不是在手机上。

 

所以,ARM笔记本电脑被以为许多是数据中心市场发作严重革新的催化剂。因为苹果即使在个人电脑市场的份额只要8% ,但这家公司羁縻到的环球软件开发者比例却却近30%。

 

而另一个“控制先进制作工艺”的壁垒,也在本年9月跟着“英特尔7nm芯片推延”的音讯被突破(详细信息可参考我之前写的这篇文章《英特尔退位,台积电称王》)。这意味着,运用台积电工艺的AMD们也一样可以推出机能不输英特尔的CPU。

 

固然,英特尔并不是没有在勤奋加固自身的上风。

 

他们收买了凌驾三家人工智能芯片公司,2015年以167亿美圆收买了赛灵思的重要合作敌手、FPGA市场老二 Altera,并在数据中心取得了胜利。这在某种程度上,也是AMD决议收买FPGA老大赛灵思的重要启事之一。

 

2019岁终,英特尔不仅推出了oneAPI 设计来推进数据中心异构盘算的生长,也在为服务器级处置惩罚器开发了适才提到的3D芯片堆叠手艺与AI加速器手艺。

 

另外,有意思的是,英特尔虽然决然扔掉了Nand闪存营业,但却悄然保留了一种用于数据中心的先进存储手艺Optane 。

 

 

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图片来自medium

 

但很显然,数据中心从底层芯片、数据量再到服务器构造天天都在发作的玄妙动态变化,终究为权利应战者们打开了关闭几十年的大门。

 

无论是一样具有壮大手艺与资金气力的Super7(亚马逊、微软、谷歌、Facebook、阿里、腾讯、百度),另有两年来拔地而起的数十家新型处置惩罚器创业公司,谁能具有和控制在异构盘算架构上运转运用程序的软硬件才能,突陈旧手艺定式的监禁,谁就有了推翻的时机。

 

然则,一名半导体工程师并不以为这是一个赢家通吃、将来依然会被某一家企业垄断的市场。

 

“因为运营在数据中心之上的使命异常庞杂,数据量也异常巨大,有GPU善于的,有CPU善于的,也有FPGA(可编程处置惩罚器)善于的,所以扩展数据中心的驱动要素也异常多,并不是只须要一种芯片架构,而是种种类型CPU、GPU、FPGA以及AI加速器构成的异构系统。”

简言之,数据中心的将来赢家,既包含垂类芯片厂商,也包含那些可以支撑多种使命的异构设想者——不仅可以将存储数据的内存与CPU、GPU、FPGA以及AI芯片尽量近地靠在一同,还能用高带宽把它们都“拼接”起来,让数据在差别处置惩罚元素间高效活动。

 

“再去提7纳米、5纳米或者是3纳米的缩进,对半导体行业来讲,已变得逐步没有意义了。” 他以为,半导体手艺的症结已入手下手往芯片互联、存算一体以及封装手艺上转移,任何控制新手艺的公司都可以成为蛋糕的分享者。

 

“数据量在扩展,数字转型的企业还在增添,这就意味着数据中心市场的范围还在扩展、没有上限。英特尔或许依然是领导者,但这并不意味着应战者们没有自身的一席之地。”

 

中国企业须要郑重且岑寂

 

在2020这轮新的并购大潮中,中国半导体玩家有人隔岸看戏,有人消极,有人也看到了手艺海潮带来的新时机。

 

“他们是不是联手,从买卖角度,对我们实在不太有益。” 一名半导体从业者以为,“抱团”一定具有更大的客户订价权,向美国政府请求出口允许也有更大的话语权。对中国用户来讲,挑选面一定更窄了,议价才能会被进一步减弱。

 

“固然,巨子允许同意后,短期内有些国内企业大概会拿到自身想要的新盘,这多是唯一的优点。”

 

另有半导体人也有相似的吐槽:“之前像工业级的VR(一种电源治理芯片)与VRM芯片可以从三家采购,假如亚诺德与美信兼并,那末如今大概就只要两家。”

 

另外,倪光南院士也曾在9月的一次演讲中指出,ARM的芯片架构在一些产业具有垄断性,假如被美国公司控股,那末会对中国发生不利。“我置信我们商务部大概会否了这个并购,” 他强调。

 

然则从手艺角度,我们也不应该放过同等立异的时机。

 

在英伟达宣告收买ARM,AMD宣告要收买赛灵思后,有不少中国企业级芯片工程师很冲动,“看,异构说了两年多了,如今愈发肯定,都是为了芯片的异构设想!”

 

“你可以从赛灵思过去1年每季度的收入瞻望中看出来,他们入手下手对准人工智能等方向加大投入,同时,数据中心的收入也在逐步增添。”

 

一名数据中心芯片架构师通知虎嗅,赛灵思的FPGA芯片是他们做产物考证必不可少的产物,因为架构调解具有灵活性。现在这类芯片虽然相对CPU和GPU越发高贵,但在通讯装备上很症结,华为等企业就会大批量购入赛灵思的芯片。

 

“中国有不少芯片公司与云盘算巨子也在数据中心的异构盘算设想上做延续大范围投入。虽然基本功差异较大,但人人都看到了这类趋向。”

 

但实际上,中国企业谁人无论如何都不能错过这一轮新手艺列车、搞自立研发的来由,每一个人都很清晰。

 

“我们再也回不去了。” 一名半导体产业人士叹息,中美日韩的扼喉之战,巨子抱团垄断,环球的数字化转型海潮……都在一遍又一遍提示中国半导体产业只剩下“自食其力”这一条路:

 

“这就像之前还不错的朋侪倏忽给了你一刀。即使伤好了,但疤会一向存在,而且会在将来每一个雨夜隐约作痛,提示你不能遗忘从2018年以后两年来中国阅历的统统。”

 

尾声:

 

云云来看,根据半导体产业兴衰的8年一个“循环”,2020年,只是半导体市场最高光时候的入手下手。

 

也就是说,环球绝大多数半导体企业都邑在接下来的5年里介入缭绕数据中心提议的一系列森林战役,会在一个手艺不根据摩尔定律来猖獗更迭的环境中造出产物,或被产物打败。

 

毫无疑问,这个范畴没有弱者。

我是虎嗅科技组的傅博,关注半导体、工业制作、AI、自动驾驶,迎接行业人士加微信fudabo001举行行业交换(请务必备注身份)

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