AMD与英特尔的价格大战
AMD是美国一家专门设计和制造CPU的半导体公司,与英特尔并列为全球CPU双雄。
对于广大的普通消费者来说,更熟悉的是英特尔这个品牌。其实,熟悉电脑配置的人很清楚,AMD和英特尔一样,也是CPU产业中的佼佼者。两家公司都具有强劲的实力,二十年来,竞争从来都没有停止过。
2006年7月24日,AMD宣布以54亿美金价格收购显卡双雄之一的ATI(Array Technology Industry)。这在当时是一条爆炸性的消息,因为ATI在显示芯片方面独霸一方。关于显卡,人们所言的A卡、N卡就分别来自ATI和英伟达。AMD早年和英伟达是密切的合作伙伴,在当时却一举收购其竞争对手ATI,令人大跌眼镜。而后,AMD顺势成为唯一一家集CPU与显卡业务于一体的公司。
不过,急功近利之下的AMD将大量资金分给显卡业务,却并没有如愿在显卡市场上有一番作为。2006年底,英伟达推出的8800GTX震撼了整个图形业界,然而AMD的产品却始终不见踪影。N卡具有领先的工艺水平,在2012年以后,英伟达和AMD在显卡的市场份额逐渐从五五分演变为三七分,更有英伟达一家独大的趋势。
同时,AMD忽略了老本行CPU的研发。AMD靠戴尔的订单取得了短暂的优势,但英特尔通过削减利润压低价格的方式又进一步抢夺了市场。陷入资金困境AMD,又面临来自英特尔的强压。从销量上来看,AMD的2016年的销量同比有很大的增长幅度,但因为与竞争对手英特尔大打价格战,产品的平均价格反而不断下跌。在2006年第四季度的财政报告中,AMD净亏损达5.7亿美元,平均每支股票的亏损就达到了1.08美元。一边是收购ATI的巨额支出,另一边是CPU价格的持续下滑,彼时AMD可谓腹背受敌。
在AMD收购ATI后的第三天,英特尔发布了基于65纳米制造工艺的酷睿2双核处理器。全新微架构酷睿结合了Netburst架构和Pentium M架构的优点,以双核和低功耗为人所知。酷睿2一经登场即取代了已有13年 历史 的奔腾,著名评测网站Anandtech评价其为“半导体有史以来最振奋人心的产品”。AMD当时最高级别的桌面级CPU Athlon(速龙)64 FX-62,也相形见绌。
英特尔凭借着强大的资金优势,在产品的宣传上占据主导地位。不仅如此,英特尔还提出了名为“Tick-Tock”的产品更新策略,一年用来提升工艺,次年则推出新架构,即遵循着“制程-架构”的钟摆节奏,交替进行的研发周期保障英特尔产品的稳步发展。在更强调性能的服务器市场,英特尔巅峰时全球市场占有率高达99%,AMD则不足1%。
但到了14纳米制程更新的节点上,英特尔的这一循环被打乱了。人们所期待的更高性能一再延期,新版本CPU的价格却照涨不误。那几年,英特尔落下了“挤牙膏”的坏名声,AMD则坐收高性价比的渔翁之利,扳回一局。英特尔不再“挤牙膏”而推出酷睿i9的同时,AMD即发布ThreadRipper线程撕裂者二代予以回应。
“AMD, YES”:更换代工厂,重夺市场
混战之际,AMD的晶圆厂便成为负担。
为了继续发展下去,AMD改变生产策略,把芯片设计和晶圆制造拆分,剥离的生产业务成立为格罗方德代工厂。
AMD在格罗方德成立之初,签订了将所有CPU和GPU都交给格罗方德制造的协议,并且专门采用了模块化设计,陆续推出了“推土机(Bulldozer)”架构和“打桩机(Piledriver)”架构。
按说,代工厂格罗方德有了更强大的资金注入,AMD的制造业务也有了更多选择的余地,理应是皆大欢喜的结果。不料,当AMD把大笔订单交由格罗方德完成,后者在32纳米、28纳米等制程的工艺却没能达到要求,存在诸如漏电和温控等问题,造成“推土机”和“打桩机”两个架构的CPU发热量过高,客户都不买账。
但是尽管格罗方德工艺上存在各种问题,双方的合作没有间断,合作的那几年里,格罗方德不仅良率有问题,产能还很不稳定,产品不能如期交付的情况时有发生。成都22纳米的FDX-SOI项目实质性停摆就是一例。
因此,AMD不得不一次又一次地调整方案,降低性能,很快在与英特尔的对决中逐渐败下阵来。2018年8月28日,格罗方德宣布暂停7纳米LP(Leading Performance)工艺开发,专注于14/12纳米的FinFET(鳍式场效应晶体管)节点。该技术研发效法三星,但等格罗方德掌握先进的工艺的时候,市场所剩无几,又造成连年亏损。
后来,AMD果断做出决定,撕毁与格罗方德的合同,不惜赔偿了3.2亿美元,从而转向与台积电合作。掉头投奔台积电的AMD在生产工艺上很快就有了突破。
AMD推出了Zen架构,获得了巨大的成功,在高性能CPU市场有了一定话语权。AMD还在核心数上大做文章,很快,6核和8核成为市场的主流,AMD甚至推出了多达32核心的线程撕裂者CPU投放于高端市场。
2019年1月30日,AMD发布了2018年第四季度财报和全年财报,财报显示,当年总营收为64.8亿美元、净利润为3.37亿美元,季度营收为14.2亿美元,净利润达到3800万美元。财报发布后,AMD股价也有所上扬。
2020年初,陆续推出Zen 2和Zen 3架构CPU的全新产品,由于全部采用台积电7纳米及7+纳米制程,AMD得以趁着英特尔CPU供应短缺之际,成功抢占市场。成为台积电7纳米第一大客户的AMD,未来在5纳米制程上,还将会发布第一款移动芯片,命名为“AMD锐龙C7”,采用的是ARM芯片架构。AMD锐龙C7最快将会在明年上半年发布亮相。
扭转乾坤后的AMD,终于可以自信地喊出“AMD, YES”,苦于10纳米到14纳米制程的英特尔则倍感煎熬。由于英特尔CPU团队人手不足,设计开始落后,许多人离开团队。在向7纳米制程过渡的时候,英特尔还试图与台积电达成协议,找台积电代工。
英特尔名誉董事长戈登·摩尔经过长期观察,总结出著名的摩尔定律“集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过24个月便会增加一倍”,这一归纳在周期上有相应的修正,日后不仅成为一个精准的预测,而且有力敦促计算机芯片研发的进程。摩尔定律问世55年,人们不无惊奇地看到计算机芯片工艺水平的提高。而Google前CEO埃里克·施密特相应提出“反摩尔定律”的局面,也时时刻刻威逼着英特尔、AMD等公司:“一个IT公司即使当前卖掉和18个月前同样多的同一种产品,它的营业收入却会下降一半。”每一次的技术变革都可能有公司永远地倒下。
在半导体芯片制造技术创新方面,对于实力并没有远超英特尔的AMD来说,是没有一丝喘息的机会的。瓶颈突破、业绩冲浪的那一刻固然令人艳羡,但战线总在持续拉长,胜败并不明朗。
无论是追逐摩尔定律还是推动摩尔定律,最为关键的一点是巨额的资金投入。晶圆厂每年的支出都是一笔巨款,包括固定资产折旧、运营成本、研发费用等,因此要求晶圆厂的产能、良率、工艺水平,必须保持在极高的水平,否则就是巨额亏损。硅材料寿命终结的原因在于高温和漏电,这也正是格罗方德曾经一再耽误AMD生产的重要因素。
AMD这些年的发展,与代工厂的深度合作至关重要。AMD规划下一代产品发展将进入7纳米制程节点之际,也决定7纳米制程将会同时使用台积电及格罗方德两家的技术。比如,Zen 2使用台积电7纳米制程来制造,I/O控制芯片由格罗方德制造。
格罗方德正在继续扩大AMD产品的产能。比如12纳米LP工艺制造的Zen+,该制程工艺实际上是14纳米LPP工艺的改良版。以及格罗方德从32纳米SOI、28纳米升级到14纳米的FinFET LPP工艺,让AMD锐龙与Intel处于同一水平线。AMD跟格罗方德的合作显然还会持续下去。
“抢夺台积电”再思考
相比AMD有台积电和格罗方德二者的保驾护航,华为的境况可谓堪忧,丢了台积电事小,丢了经营话语权事大。
作为华为笔记本电脑CPU的主要供应商之一,AMD锐龙系列CPU被华为多款笔记本电脑所采用。有消息称,英特尔也已经获得了美国政府的许可证,可以正常供货给华为。英特尔公司全球副总裁、中国区总裁杨旭在9月21日还发表了署名文章,明确表示“英特尔不会撤出中国”。
美国下禁令后又松口,逐步且缓慢地放开美国半导体公司对华为的出货限制,于是,当前局势下,华为的高端芯片仅能获得来自美国企业的供货。因此,不排除有这样的可能:未来华为所有上游供应链都将受到美国芯片公司的钳制,而走上了联想的老路。
AMD之所以在美国首先获得许可证,与其在CPU业务方面的领先地位不无相关。尽管从长远来看,开放许可对于中国华为并不一定是件好事,但我们仍能从AMD的发展中获得启示。
在半导体行业,技术的制约招招致命。如上所述,AMD也曾因为代工厂格罗方德的工艺瓶颈而萎靡不振,台积电7纳米技术的加持,则使其顺利渡过难关。被关键技术“卡脖子”的滋味众所周知,甚至我们提到的摩尔定律,也因为技术而有了失效的迹象:按照摩尔定律推算,英特尔早在2015年就应该生产出10纳米制程的芯片,然而事实是,直到2019年,英特尔才努力将芯片的电路尺寸减小到10纳米。在此期间,AMD推出的Zen架构CPU抓住机遇,赢得了市场。
再先进的研发技术,都需要市场的迭代,投入市场加速资金流动和技术升级,才是企业得以长远经营的王道。左右台积电等技术持有者做出相应决策的因素,很大一部分正在于资本和市场。台积电的身份暧昧的如今,不仅是AMD和英特尔,全球多家企业都在争取台积电的订单,华为当然也在其中。有消息称,台积电已经获得了对华为的出货许可,不过只限于成熟制程,如华为电视、相机、机顶盒等产品采用的28纳米以上的制程,台积电先进制程芯片出货依然不在允许范围内,继而目前各大半导体厂商奋力追逐的10纳米、7纳米、5纳米等。台积电方面对此的表态则是“不回应毫无根据的市场传闻”。这是一场技术的抢夺,也是资本的较量,对于入局者而言,翻身的契机正暗藏于绝境中。
这也是我们在国际形势更为复杂的情况下,更加强调国产自主研发的重要性的原因。
过去几十年来,国内涌现出中国科学院研究所、国防 科技 大学、国家高性能集成电路(上海)设计中心和苏州国芯等一批研究单位,研发龙芯(Loongson)系列、飞腾(FT)系列、申威(SW)系列等CPU产品。推动对自主计算芯片的研究,并加快攻破设计技术壁垒的进程,设计拥有自主知识产权的国产CPU的脚步正在加快。国产CPU厂商的市场份额虽远不及英特尔、AMD,但在国产化浪潮的推动下正获得新的发展机会。
在国产芯片中,龙芯的自主程度相对较高,这款芯片诞生之初就主张源代码自己写,CPU核独立设计,以拥有自主发展权。龙芯曾支撑2015年中国发射的北斗卫星,如今宣布放弃所有美国技术,转而研发一套完全采用中国技术的指令集LoongArch,离自主可控也更进了一步。
禁令之下,培育国内的自主产业链的生态体系更加迫在眉睫。龙芯这种从下到上都是自主设计的芯片,虽然整体技术相对市场主流有点落后,作为国家战略的技术储备也一直不断推进研发,而其他如国产的芯片,电脑,服务器,办公软件,都需要相应的资金投入和更大范围的测试与使用。CPU生态结构一般需要一到两个核心企业,引领整个行业的发展。但是在国内,各处理器设计企业在指令集选择上五花八门,尚未能够形成领导行业生态的力量。而就基于MIPS架构的龙芯而言,打破桌面平台X86+Win的生态垄断并非易事,但十几年来CPU研发积累的宝贵经验、培养出一大批的人才,都为日后的爆发奠定了基础。后续的推进,仍需要大量的资金、人员投入,以及国家产业政策的持续支持。
AMD在与英特尔的竞争中成长,在低谷里积蓄力量,成为半导体行业中的佼佼者,也有赖于多方合作形成的完整生态。而如今,在市场更具不确定性的情况下,企业应该做好迎战冲击的预案,尤其是在关键技术的自主研发和产业生态培育方面,既有政府的支持,更要同心协力加速研发和迭代,积极迎接竞争和挑战。
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