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垄断、算计、分合:半导体三个时代,三张面孔

2021-04-24 18:24:51 和讯名家 

  作者 | 咖啡与茶

  数据支持 | 勾股大数据(www.gogudata.com)

  1

  垄断

  1985年的一天,英特尔老板格鲁夫迷茫地望着窗外公园里的摩天轮,向身后的CEO摩尔问:“如果我们被踢出董事会,他们找个新CEO,你觉得他会怎么做?”

  摩尔答到:“放弃存储器的生意。”

  格罗夫眼前一亮:“那为什么我们不自己做?”

  从这一刻开始,英特尔彻底告别了曾经让自己光芒万丈的存储器市场。

  在此之前,英特尔几乎就是存储器的代名词,但在日本公司低价策略的强力围攻下,这家半导体巨头业绩全线下滑,最惨时居然一张订单都没拿到,走到濒死边缘。然而,公司的管理层不愿接受输给日本的结果,惰性、迷茫、失落,笼罩着整间公司。

  改革势在必行。

  格罗夫大手一挥,关闭7家工厂,解雇8000名员工,造成超过1.8亿美元的亏损。但同时,英特尔开始了另一场豪赌,花了3亿多美元,研发微处理器。

  “怂恿”英特尔大举进军微处理领域的,是IBM。自苹果开启个人电脑(PC)时代后,IBM也进入到这个领域,并与1981年推出自己的处女作IBM5150。

  为提升计算能力,同时也出于商业竞争的需要,IBM一直在寻找更好的PC微处理器(后称为CPU),作为当时美国最大的半导体公司,英特尔管理层经常被IBM“教育”,PC未来是如何星辰大海,微处理器生意是如何赚钱,英特尔应该专攻微处理器。

  起初,英特尔存储器生意做得风生水起,微处理器虽有生产,并应用在IBM PC上,但算不上特别重视。直到1985年,存储器生意被日本人打断腿,英特尔才下定决心All in微处理器。

  也在这一年,英特尔成功推出32位微处理器80386。

  这一回,英特尔赌对了,80386制造工艺有了很大的进步,内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,可寻址高达4GB内存,较上一代286翻了一翻,除具有实模式和保护模式外,还增加了一种叫虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。

  虽然当时英特尔面临很多竞争对手,最强劲的有摩托罗拉,AMD也初涉微处理器,就连IBM自己,也在偷偷研发微处理器,但80386作为首颗32位处理器,性能毋庸置疑,更牛的是软硬件兼容性,成为当时最强大的微处理器之一。

  经此一役,英特尔起死回生,并逐步重建信心。而令英特尔走向辉煌的,还是IBM。

  当时的IBM采用微软的DOS操作系统,在不断的碰撞中,微软操作系统和英特尔的微处理器逐渐产生了化学反应,两者加强了联系,并实现协同开发,目的就是让PC的计算能力和运行速度更牛。到1980年代末,搭载微软软件和英特尔芯片的IBM已经傲视整个PC界,象征微软和英特尔深度合作的Wintel联盟也成型。

  比尔·盖茨曾这样回忆:“微软和英特尔一起努力,开发更为快速的处理器。上世纪80年代以前,苹果公司是个人电脑产业的霸主。IBM 上世纪80 年代开始采用英特尔的处理器和微软的操作系统,因而取代苹果成为个人电脑产业的老大,英特尔与微软此时也成为电脑产业的巨人。”

  但到1990年代初,眼看Wintel越发强大,竞争对手坐不住了,苹果、摩托罗拉怂恿IBM倒戈,组建Power PC联盟,苹果做操作系统,摩托罗拉和IBM合作开发处理器,向电脑厂商提供软硬件产品,意图挑战Wintel。

  Wintel随即展开强烈反攻,英特尔推出奔腾芯片系列,微软则“珠联璧合”地推出了Windows 95操作系统,两者堪称PC界划时代产品,是那个时代最轰动的IT大事件。

  1995年美国民众抢购Windows95

  最后,PowerPC联盟无疾而终,而Wintel联盟则更加牢不可破。实际上,Wintel已经步入垄断状态,只要选择了微软,就会选择Intel,反之也一样。绝大部分PC行业的利润,都被他俩瓜分。

  曾有电脑厂商无奈地说:“卖一台电脑能赚100元,其中英特尔拿去了70元,微软拿去了40元。”柳传志也说过:“我们生产一台电脑也就是一把大葱的利润。”

  Wintel之所以能够形成这样的局面,当中的脉络也清晰可循。

  一台电脑,最重要的两个部件,一个是操作系统,负责各种计算指令,另一个是CPU,完成各种计算指令,犹如一支的司令、士兵(包含装备),善于指挥的司令和骁勇善战的士兵(加上精良的装备),就能够所向披靡。

  Wintel就同时卡住了两个最重要的部件,也就卡住了整个电脑,而随着协同开发的不断深入,不管是微软的操作系统产品,还是英特尔的芯片,都越发强劲,即便有对手,也会被他们联合绞杀。最终,Windows垄断了PC操作系统,英特尔则收割了85%的CPU市场,也成垄断之势。

  到2000年代初,两家公司的市值都超过5000亿美元,而当时的中国GDP也才12000亿美元,微软、英特尔分别登顶全球最大软件公司、全球最大半导体公司。

  这是属于Wintel的高光时刻。

  2

  算计

  斗转星移,时间来到2007年,苹果发布了划时代的产品--iphone,宣告智能手机时代的到来,英特尔霸占了20年的芯片领域,也隐隐出现裂缝。

  在PC时代大杀四方,但到了智能手机时代,英特尔好像跛脚了,总是跟不上,虽然他一直在努力,也拿下过苹果这样的大客户,但无奈各种尝试,最终都沉沙折戟,只能宣布彻底退出智能手机市场。

  其实在架构上,早已埋下伏笔。英特尔基于电脑的X86架构,算力强大的同时,功耗也非常大,这在电脑上可能不算个事,因为电脑一般都连接电源,而且体型庞大,可以安装强力的散热设备。

  但到了手机,体型很小,只靠一块电池供电,功耗大意味着耗电高、散热差,用户体验很不好,还可能引起爆炸。从这个角度上讲,英特尔必须转而寻求低功耗的架构。

  然而,对于芯片公司,大规模的更换基础架构这种事,意味着从制度、人事、组织结构、研发体系、资金、客户等全方面的变革,不要说英特尔,换谁都会掉层皮,而且从高功耗转向低功耗,烧钱无可避免,即使成功推出,也很可能使现有客户放弃购买X86产品,这无异于壮士断腕,自己革自己的命。

  所以利害权衡之下,英特尔选择了弃车保帅。其实,即使英特尔不退出,他也不可能成为智能手机芯片霸主,因为有一个更会“算计”的公司--高通。

  英特尔的高功耗问题,高通搞定了。

  这中间,有一个“高手”助了高通一臂之力,他就是英国剑桥的芯片架构开发商-ARM,这家原本是Acorn计算机公司的芯片业务部门,后因为业务不佳被剥离,ARM领导人调整了商业模式,研发芯片基础架构,并通过授权的方式卖给其他公司,由其他公司在基础架构上做二次开发,最终生产和销售芯片。

  最重要的是,ARM将低功耗芯片基础架构作为自己的研发方向,高通采用了ARM的基础架构,并以此开发手机芯片,最终大获成功,以至于后来的手机芯片开发商,苹果、三星、联发科、海思,均采用ARM架构,甚至连微软,也禁不住诱惑,选择适配ARM架构的芯片。到现在,全球95%的智能手机芯片,都是基于ARM架构开发的。

  不过,仅仅依靠ARM架构,高通不至于到达今天的位置,因为ARM是开放授权,高通能用,竞争对手也能用,而高通真正的绝招,是通信制式专利。

  2007年,手机基带芯片还是德州仪器的天下,从Nokia到Moto,使用的基本都是德州仪器的OMAP移动处理器。高通也推出的竞品—Snapdragon S1,意图和德州仪器竞争,结果却不尽人意。

  但是,高通的优势已经开始显现,即Adreno GPU以及其通信制式的专利(CDMA)。

  德州仪器在性能方面尤其是GPU是相对保守的,当OMAP3640的Power VR SGX530的FP32只有1.6GFlops时,高通Adreno205的FP32已经达到了8.5GFlops,在理论性能相同时,GPU的面积比其他SoC要小很多(比如835-10mm2,970-18mm2)。

  这里需要提一提英伟达,在性能方面,当时最强的并非Adreno,而是图像处理先驱--英伟达的Tegra,最先推出双核/四核处理器,最先采用40nm制程,最先采用1MB的L2 Cache,再有强大的GeForce GPU加持,但是为何还是被高通打败呢?

  问题出在通信制式上。

  众所周知,当时的移动通信制式,2G有欧洲的GSM和美国的CDMA,3G则是欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000、中国的TD-SCDMA(懂通信的小伙伴建议直接忽略这个制式),任何手机只要使用这些网络,都需要交相应的专利费。而不管是WCDMA还是TD-SCDMA,都和美国的CDMA/CDMA2000的密切关系,一如现在的半导体,不管你是不是美国公司,也不管是设计、制造、封测、原材料、装备,都离不开美国技术。

  而高通正是美国通信制式标准的制定者,拥有大量的专利。从2007年起,高通宣布CDMA硬件和专利授权分开收费,并且禁止二次授权。这就意味着,每一部手机都得必须向高通缴纳高额的专利费用。直到今天,高通的大部分盈利仍然来自于此。

  在芯片领域,高通同样实力强大。2011年,高通骁龙芯片就把基带集成到Die里,而OMAP使用的还是耗电量相对略大、占用面积更大的外挂基带;虽然英伟达收购了Icera,使得Tegra也是基带集成到Die的方式,但是这家公司问题在于没有CDMA相关技术,比如小米3TD使用的是Tegra 4,在中国电信的手机上用不了,因为中国电信的制式正是CDMA;虽然OMAP的SoC有CDMA,但是却没有HSPA+,网速相对其他的要慢上一截。

  所以,其他家的基带芯片,要么速度差,要么成本高。以至于在2011年,苹果的基带从英飞凌(被英特尔收购)转投高通阵营,即使后来因为和高通闹翻,最后也不得不和解。

  甚至有人戏谑高通:交专利费送芯片,其他厂商难有还手之力。

  2011年,PC浪潮转换为智能手机浪潮,变换的不仅是设备,还有各自领域的关键部件,操作系统霸主从微软变成了IOS和安卓,芯片霸主则从英特尔变成了高通,而商业模式的进化则更加绝妙。

  英特尔的商业模式是靠卖芯片赚钱,高通也有芯片销售收入,但他实现了通过专利授权模式收费。

  高通授权费的来源主要是芯片厂、手机厂,芯片厂按固定授权费支付,通常为每个厂家50万美元;手机厂则按每部手机售价5%支付授权费。

  这种商业模式的精妙之处在于,授权费可以跟随手机销量而浮动,手机卖得越多,授权费就越多,从而将手机产业的整体利润绑定在自己身上,可谓算计到家了。

  都说三流企业做产品,二流企业做品牌,一流企业做标准,这句话用在高通身上,再合适不过,和英特尔收割PC一样,高通也收割了相当大一部分智能手机的利润,也让无数的手机厂商的净利润率还比不上交给高通的授权费比例。

  以至于后来华为也想学这一招,在5G标准制定上成为最大的黑马,可惜受到美国的强力打压,那是后话了。

  3

  分合

  时间来到2021年,智能手机已近饱和,虽说不上落寞,但大概率和当年的PC一样,会归于平淡。

  掐指一算,智能手机至今已经14个年头,也到一个新产业接棒之时,问题来了,谁将接棒智能手机?哪家芯片公司又将崛起为新时代的霸主?

  在回答这个问题之前,我们不妨先回到一个本质的问题,电脑、智能手机到底是什么?

  用戏剧化的语言概括,这些设备就是帮助人正儿八经懒惰的工具,有了电脑,你写篇文章、画个图,就轻松很多,有了手机,你可以不用亲自跑到商店买东西,也不用亲自跑到银行取钱、转账、汇款,货物可以送到家给你,转账可以点点手指就完成,也是轻松很多。

  所谓的智能,其实就是有个工具,想我之所想,干我之所干,苦活累活脏活都帮人做了,人就可以乐哉悠哉。

  所以下一个浪潮是什么?

  最大的概率是全面智能化时代,人开的汽车、住的房子、用的家私家电、走过的马路,都应该是智能的,人现在干的很苦很累很脏的活,都应该有智能设备去替代。

  这是人类的大时代。

  其实,电脑和智能手机也可以归入这个大时代,作为智能化的先驱。只是,全面智能化需要比电脑和手机更强大的算力,需要通过两端去实现。

  一端是云计算,数据中心的强大算力,通过电信网络触达每一个智能设备,等于赋予了他们数据中心的算力;另一端是智能终端本身的算力也要提升。

  所以在芯片领域,能够同时在这两端都提供足够强大的AI芯片的公司,将成为“芯”的霸主。

  很多科技巨头的老板已经看到这种趋势,拼命抢占先机。

  传统的芯片巨头,英特尔主攻服务器市场,花数百亿美元收购了一系列AI公司,包括以色列的Altera、Mobileye、Habana,意大利的Yogitech,俄罗斯的Itseez、美国的Movidius,目的很明显,希望在AI时代重回巅峰。

  高通也毫不掩饰进军AI芯片的野心,骁龙865巩固5G手机,Cloud AI 100系列则强攻数据中心、云计算、自动驾驶。

  英伟达的野心更是路人皆知,花400亿从孙正义手中收购ARM,期望从基础架构中掐住AI赛道,不仅弥补自己在智能手机时代的遗憾,更赢下未来。不过,这项收购估计很难通过各国尤其是英国和中国的反垄断审批。

  相比传统巨头的抢夺,另一种模式或许更值得我们关注。

  那就是新兴一体化公司的崛起,最著名的是特斯拉,自动驾驶操作系统、AI芯片、终端,全部一手包办,没有什么关键部位受外界控制,加上马斯克各种超前卫的AI项目,如人体植入芯片,如果模式成功,特斯拉有可能成为吞噬整条AI产业链价值的新物种。

  电子业长达数十年的分工,可能在AI时代合上。

  4

  尾声

  电视剧《走向共和》里,李鸿章说了一句话:“一代人只能做一代人的事。”

  放在半导体行业,颇值得玩味。

  半导体的前两个时代,英特尔用“垄断”展示了PC时代的面孔,他做了PC时代芯片人能做的事;高通用“算计”展示智能手机时代的面孔,他做了智能手机时代芯片人能做的事,两者堪称成功典范。

  两者也将所在时代的芯片生意玩到了极致,一个合纵连横,结盟最重要的软件供应商,关起门来瓜分“世界”;另一个则采取开放的模式,但是把“手”伸到无限远,只有能触及的地方,就能名正言顺地“顺手牵羊”。

  什么是赚钱的生意模式?

  英特尔和高通就是,但这种生意模式对于产业链的其他方,可能意味残酷,意味着被剥削。

  在新的AI时代,是英特尔的东山再起,还是高通的再下一局,又或者英伟达的弯道超车,再或者特斯拉的揭竿而起,都未可知。

  每个新时代,都会造就新英雄,会诞生新的物种、新的商业模式、新的偶像崇拜。

  我们期待的是,新时代能够给我们展现出全新的、激动人心的面孔。

本文首发于微信公众号:格隆汇APP。文章内容属作者个人观点,不代表和讯网立场。投资者据此操作,风险请自担。

(责任编辑:季丽亚 HN003)
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