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「云计算概念股票」为什么苹果、微软现在才开始造芯?

「云计算概念股票」为什么苹果、微软现在才开始造芯?

国内企业纷纷进入芯片已经不是什么新鲜事了。在芯片“卡脖子”的背景下,国内替代是一个契机,也造就了近两年的芯片投资热潮。

放眼世界,谷歌、苹果、亚马逊也纷纷投资芯片,使用自主研发的芯片。就连与英特尔关系密切的微软也在为其服务器和Surface开发自己的基于Arm的处理器。“冬季联盟”有分崩离析的危险。

这些顶尖的国际科技互联网公司,曾经是英特尔、高通、AMD等传统芯片厂商的坚定支持者,现在却抛弃了老伙伴,走上了芯片自主研发的道路。

这意味着除了政治意愿,芯片行业的微妙变化也隐藏了经济和产业问题的临界点。

芯片行业的整体趋势发生了变化。在过去几十年半导体产业发展的历史中,它是产业发展从纵向一体化到各个环节细致分工的趋势。当初很多整合设备生产模式的公司都退出了历史舞台,只剩下英特尔、三星、德州仪器等少数公司。但现在,做手机、电脑或服务器的公司纷纷进入芯片设计领域,有一种趋势是,芯片制造的分工在很长一段时间后必须结合起来。

这仅仅是因为英特尔在制造过程中落后了吗?为什么这些顶尖公司在这个时间节点开始开发自己的芯片?显然是产业分工的发展逻辑,现在已经断成了几个强大的挡箭牌。苹果、微软、谷歌能成功吗?

似乎是由英特尔导致的失败

英特尔是这场风暴的中心。无论是苹果、微软、谷歌还是亚马逊,这些公司都宣布将首先取代英特尔的芯片。

英特尔本身也不得不承认,在追赶芯片工艺上已经落后了。早在2016年,英特尔原本计划推出的10纳米制程终于被推迟到了2019年。本应在2019年推出的7nm制程技术也因产量问题被推迟,但市场不会给英特尔太多时间。

就像我们曾经没有赶上移动互联网的浪潮一样,现在,连在PC和服务器上的绝对地位都开始动摇了。

在PC端,英特尔前“小弟”AMD率先超越前老大哥,实现了7nmCPU芯片的量产和商业化,股价5年上涨6.8倍。

然后是苹果,它在2020年全球开发者大会上宣布与合作了15年的老伙伴英特尔分手,把自己开发的带有ARM指令集的芯片M1放到了它的Mac系列产品上,从而彻底实现了移动和PC底层计算架构的开放。

最后,是来自微软的沉重打击。微软已经开始在Surface Pro X系列产品上适应ARM架构。12月底,彭博社报道称,微软未来将在数据中心的处理器上使用自己的ARM架构芯片。

服务器领域是英特尔在移动端亏损、PC端增长乏力之后的主要增长点。根据Statista的数据,英特尔拥有超过60%的PC市场。但在数据中心领域,英特尔的市场份额约占所有销售服务器的90%。

因此,服务器领域的市场份额损失对于英特尔来说是无法承受的。但坏消息是,服务器芯片的大客户,全球公有云市场第一的亚马逊自主开发的芯片正在路上。去年12月初,亚马逊Web Services CEO安迪贾西曾表示,公司有定制ARM芯片的计划,并宣布亚马逊将向Graviton2等今年上半年推出的芯片转移更多公有云产品。

根据IDC最近的一份报告,虽然ARM在今天的数据中心和云市场上仍然只占很小的一部分,但这种变化可能会逐渐改变。对于英特尔来说,老对手AMD CPU的全球收入同比增长112.4%,而基于ARM的服务器收入同比增长430.5%,尽管基础数据较小。

综上所述,一批科技互联网公司换核似乎情有可原,因为之前的合作伙伴英特尔没有产品优势,但问题是在CPU芯片性能上有进一步进步的AMD却没有得到青睐,X86架构的终结似乎落后于科技互联网公司的自主研究。

时代的潮流

毫无疑问,X86过去很强。ARM能突破很多困难,受到很多科技互联网公司的喜爱,这和它的模式有很大关系。

ARM兴起的一个重要原因就是抛弃了传统的IDM(集成器件制造),让很多厂商可以在指令集上继续设计和创新。

以英特尔为代表的IDM模式承担了从设计到制造到封装的所有环节。在集成电路行业发展初期,企业普遍采用这种包罗万象的IDM模式。在移动终端领域,低成本、微利的处理器无法支持这种重投资模式。

ARM公司首创的授权模式,将架构、设计(无晶圆厂,如高通、联发科、海思)和生产(富达,如TSMC)分离开来,激活了整个产业链的活力,不仅提高了生产效率和新工艺迭代的速度,还降低了生产成本,形成了日益繁荣的ARM生态。

ARM根据芯片设计公司的不同需求和能力,提供三种不同的外部授权模式:

处理器的IP授权模式。ARM将IP专利许可给购买设计的公司,公司可以根据其设计方案直接生产。

处理器和物理IP的授权方式。在这种模式下,企业需要严格按照ARM规定的工艺流程生产芯片。

架构和指令集许可。这是最自由的

高的授权模式,三星、苹果、华为等实力雄厚的手机厂商可以在ARM架构下自行设计和优化芯片。

  因此,这些科技互联网公司在使用ARM架构的芯片时仅需支付授权费即可,这相较购买英特尔式的研发、制造、销售一体的完整芯片来说,成本会更加低廉。

  除了IDC外,手机、PC等个人消费市场早已增长乏力,处于白热化的存量竞争阶段,各厂商也度过了早期盲目追求市场扩张的阶段,自身实力也在发展中得到壮大,积累了足够的资金去完成品牌的进化。

  通过自研芯片,一方面可以降低硬件成本获得更多的利润,另一方面则需要通过自研芯片走出英特尔、高通、联发科之外的芯片差异化路线,以占领高端市场。

  华为的手机品牌走上高端,华为海思功不可没,苹果M1芯片款Mac在市场上也是好评如潮。

  因此,除了降本,用自研技术增“效”是另一重要原因,另一个问题是,ARM架构真的超过了X86吗?

  要讲清X86架构和ARM架构孰优孰劣、谁将一统市场行业内也是争议不断,这其中既涉及底层RISC指令集和CISC指令集方面的技术差异,也涉及服务器、PC和智能移动端的不同使用场景,需要设计者在芯片性能、功效、能耗和应用场景上做出选择。

  技术在芯片市场重要,但已不是唯一衡量标准。随着技术的进一步发展,不管是ARM还是X86,都在逐渐补齐各自的短板,不再仅采取RISC和CISC中某一种指令集,而是变成RISC和CISC你中有我、我中有你,可以说标着RISC、CISC的CPU架构们,几乎没有实质上的明确差异。

  因此,现实的情况是,如果科技互联网公司打算自研芯片势必会选择可以授权自研的ARM模式,甚至是更为开放的RISC-V指令集。

  RISC-V指令集是直接基于RISC(精简指令集)原则开源指令集架构,允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件而不必支付给任何公司专利费。阿里巴巴旗下的半导体公司平头哥2019年研发的玄铁910(XuanTIE910)处理器便是采用的RISC-V架构。

  既然从架构上来说,X86和ARM的差异理论上并不算大,那么在芯片领域扎根数十年的英特尔、高通、AMD等公司为何会被一众科技互联网公司抛弃呢?换言之,这些没有做过芯片的科技互联网公司做的芯片在市场中有竞争力吗?

  这些更年轻的互联网公司没有自研芯片很大的因素是因为摩尔定律的缘故,即当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目,约每隔18个月便会增加一倍性能也将提升一倍。那时的芯片半导体行业处于快速发展阶段,这使得后来的公司即便开始自研芯片,也需要花大量的时间和金钱投入来保持不被淘汰。

  随着晶体管电路逐渐接近性能极限,摩尔定律的生效周期开始逐渐变长,这给予了这些公司赶上来的机会。同时,现在的手机、计算机芯片在一定程度上已经可以满足人们的日常需求,追求极致的性能成为游戏极客、特定职业人士等的选择。

  比如用苹果M1芯片完3A游戏的体验并不算好,但并不妨碍它满足用户的日常工作中需求;高通最新一代芯片骁龙888的性能确实有不少的提升,但使用骁龙865、855的用户们依然可以用自己的旧手机满足绝大多数使用场景。

  这时,对用户来说换机更重要的因素是价格,对一众科技互联网公司来说这是一样的道理,即使它们自研的芯片无法比拟市面上最强的产品,可只要满足了企业或用户的绝大多数需求就是一件高性价比的事情。

  当然,其他企业开始自研芯片并不意味着全球分工的进程开始停止,企业要把芯片产业链全部重做一遍,这恰恰说明全球分工程度的深化。新入局者只需要做芯片生产环节中的IC设计这一项,其余的上千道工艺都由各环节的“隐形冠军”来完成,而负责芯片制造的台积电更是有将各种高难度设计产品实际生产出来的能力。

  在整个芯片研发技术速度逐渐下降的背景下,芯片产业链的全球分工和ARM架构的出现无疑给了后来者机会,如果将来有更便宜技术更好的芯片出现,互联网公司们也会从自研转向外购。毕竟,在硬科技领域,技术是所有企业绕不过的门槛。

  从这个角度来说,苹果、微软、亚马逊们自研芯片似乎是盘活市场的好事情。

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