ARM、IBM相繼在終端和服務(wù)器市場(chǎng)開(kāi)放處理器內(nèi)核,一如中子擊碎原子核后發(fā)生核裂變反應(yīng)并釋放巨大能量,處理器內(nèi)核的開(kāi)放將強(qiáng)烈沖擊現(xiàn)有的集成電路產(chǎn)業(yè)格局。
而系統(tǒng)廠(chǎng)商將多個(gè)IP核聚合在一個(gè)芯片上,亦如核聚變反應(yīng)產(chǎn)生更高量級(jí)的能量,將深刻影響整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)。
“第一絲微弱的晨光出現(xiàn)在東方。在這瞬間,好像從地殼底下升起一種并非這個(gè)世界的光。它是世界從未見(jiàn)過(guò)的日出。在這個(gè)時(shí)刻,永垂不朽的事跡出現(xiàn)了。時(shí)間停滯不前,空間變成一個(gè)小圓點(diǎn),似乎天崩地裂。人們感到自己好像獲得了目睹‘世界誕生’的特權(quán)?!?/p>
唯一獲準(zhǔn)采訪(fǎng)美國(guó)原子彈研制計(jì)劃——曼哈頓工程的《紐約時(shí)報(bào)》科技記者勞倫斯,1945年7月16日在新墨西哥州大漠里目睹世界首顆原子彈試爆后這樣寫(xiě)道。勞倫斯因其對(duì)原子彈研制和對(duì)日本核打擊的報(bào)道而獲得當(dāng)年普利策獎(jiǎng)。
原子彈的威力來(lái)自重金屬元素的原子核被中子擊中后裂解為2~3個(gè)輕原子核并釋放能量的核裂變反應(yīng)。
盡管“軟件定義”已成為業(yè)內(nèi)的熱詞,軟件在IT產(chǎn)業(yè)所占的比重也日益增加,但軟件是跑在處理器之上的,因此可以說(shuō)整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)是構(gòu)建在處理器之上的。
長(zhǎng)期以來(lái),人們無(wú)論是在消費(fèi)市場(chǎng)還是在企業(yè)級(jí)市場(chǎng)上看到的處理器都是打上型號(hào)和生產(chǎn)廠(chǎng)家的芯片。處理器作為最小的計(jì)算模塊不可細(xì)分,處理器由Intel、AMD、IBM等處理器廠(chǎng)商生產(chǎn)都是天經(jīng)地義的。
直到蘋(píng)果智能手機(jī)iPhone獲得巨大成功,人們這才發(fā)現(xiàn)處理器是可以繼續(xù)細(xì)分的,蘋(píng)果公司也可以生產(chǎn)自己的處理器。于是,智能手機(jī)的幕后英雄——ARM公司走到臺(tái)前,正是ARM開(kāi)放處理器內(nèi)核的商業(yè)模式成全了智能手機(jī)和平板電腦等智能移動(dòng)終端市場(chǎng)的繁榮。
8月7日,IBM、Google、NVIDIA、泰安電腦和Mellanox聯(lián)合宣布成立OpenPOWER聯(lián)盟,聯(lián)盟將提供先進(jìn)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和圖形處理器(GPU)加速等技術(shù),為下一代超大規(guī)模云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的開(kāi)發(fā)商提供更多的選擇、更強(qiáng)的控制和更好的靈活性。
直白地說(shuō),這些高端服務(wù)器芯片、搜索引擎、GPU加速、服務(wù)器主板和網(wǎng)絡(luò)廠(chǎng)商桃園結(jié)義的目的,就是要在服務(wù)器市場(chǎng)上“山寨”ARM的商業(yè)模式,意欲在服務(wù)器市場(chǎng)上再現(xiàn)ARM在消費(fèi)電子市場(chǎng)的成功。
眾所周知,與核裂變相反,核聚變反應(yīng)是由多個(gè)較輕的原子核聚合成較重的原子核且釋放出能量,基于核聚變反應(yīng)的氫彈較之基于核裂變反應(yīng)的原子彈,威力更勝一籌。但鮮為人知的是,核聚變反應(yīng)需要在極高的溫度和壓強(qiáng)下才能進(jìn)行,因此,必須使用原子彈作為扳機(jī)來(lái)引爆氫彈。換句話(huà)說(shuō),先有核裂變,再有核聚變。
類(lèi)似地,處理器內(nèi)核開(kāi)放所產(chǎn)生的能量將會(huì)深刻地影響到集成電路(IC)的產(chǎn)業(yè)格局。而諸如蘋(píng)果公司等系統(tǒng)廠(chǎng)商將多個(gè)第三方開(kāi)放的IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))核“聚合”在一個(gè)芯片時(shí)所釋放出來(lái)的能量,影響的將會(huì)是整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)。
上篇:產(chǎn)業(yè)演化與平臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)力
透過(guò)產(chǎn)業(yè)形態(tài)演變的進(jìn)程可以感觸到SoC如何從暗流涌動(dòng)到成為產(chǎn)業(yè)潮流,而回顧廠(chǎng)商對(duì)平臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)權(quán)的爭(zhēng)奪歷程,則會(huì)更深刻地認(rèn)識(shí)處理器內(nèi)核對(duì)芯片市場(chǎng)格局的影響。
集成電路產(chǎn)業(yè)細(xì)分演進(jìn)
如同其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一樣,集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也經(jīng)歷了專(zhuān)業(yè)分工不斷深化的過(guò)程。
芯片生產(chǎn)通常分為設(shè)計(jì)、制造和封裝測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)。早期的IC產(chǎn)業(yè)都是由整機(jī)廠(chǎng)商主導(dǎo)的,像通信廠(chǎng)商摩托羅拉自己就擁有規(guī)模相當(dāng)大的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)。上世紀(jì)70年代,英特爾這樣的集成器件制造廠(chǎng)商(IDM)開(kāi)始主導(dǎo)芯片制造和封裝測(cè)試;到了80年代,在制造領(lǐng)域出現(xiàn)了臺(tái)積電這樣的代工廠(chǎng)(Foundry);進(jìn)入90年代,IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域又細(xì)分出了以ARM為代表的IP供應(yīng)商。
芯片產(chǎn)業(yè)中代工生產(chǎn)和IP設(shè)計(jì)兩種業(yè)務(wù)的獨(dú)立,使得高通等第三方處理器廠(chǎng)商和蘋(píng)果等系統(tǒng)廠(chǎng)商采用SoC方式(片上系統(tǒng))自行定制處理器成為可能。根據(jù)半導(dǎo)體市場(chǎng)研究公司IC Insight對(duì)1999年~2012年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì),F(xiàn)abless(無(wú)生產(chǎn)線(xiàn))廠(chǎng)商銷(xiāo)售復(fù)合增長(zhǎng)率為16%,而同期IDM廠(chǎng)商銷(xiāo)售復(fù)合增長(zhǎng)率僅為3%。2012年Fabless銷(xiāo)售額已占到半導(dǎo)體市場(chǎng)27.7%的份額,從而強(qiáng)勁地沖擊著IDM模式。
集成電路產(chǎn)業(yè)細(xì)分的一個(gè)獨(dú)有的驅(qū)動(dòng)因素是半導(dǎo)體市場(chǎng)日益高昂的投資和日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
芯片制造業(yè)是知識(shí)密集型和資本密集型行業(yè)。隨著集成電路加工線(xiàn)寬的不斷縮小,建造一條45nm半導(dǎo)體生產(chǎn)線(xiàn)的投資已經(jīng)高達(dá)30億美元。高高的市場(chǎng)門(mén)檻讓中小半導(dǎo)體廠(chǎng)商望而興嘆。
線(xiàn)寬的不斷縮小,還意味著不同生產(chǎn)線(xiàn)的工藝寬容度的縮小。2002年三星生產(chǎn)的StrongARM處理器主頻已經(jīng)做到1.2GHz,而ARM對(duì)外提供的處理器IP的頻率只有400MHz。這是因?yàn)槿窃谠O(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)做了相互優(yōu)化,進(jìn)而顯著提升了芯片主頻。而ARM當(dāng)時(shí)實(shí)力尚弱,難以對(duì)不同廠(chǎng)商的生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化,因此,主頻自然上不去。
英特爾的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于同時(shí)擁有世界最強(qiáng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和最好的生產(chǎn)設(shè)施,便于兩者相互優(yōu)化,進(jìn)而生產(chǎn)性能最佳的芯片。英特爾對(duì)工藝一致性的追求近乎苛刻,前CEO貝瑞特主導(dǎo)的“精確復(fù)制”計(jì)劃,就是為了讓英特爾分布在世界多個(gè)地方的工廠(chǎng)具有工藝一致的高水平制造環(huán)境。
英特爾用高昂的投資與芯片廠(chǎng)商AMD競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)用設(shè)計(jì)與制造相互優(yōu)化來(lái)與缺少設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的代工廠(chǎng)臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng)。
在與AMD的競(jìng)爭(zhēng)中英特爾賭贏(yíng)了,2008年,AMD終于不堪投資的重負(fù),將芯片制造業(yè)務(wù)剝離,成為Fabless企業(yè)。而在與臺(tái)積電的競(jìng)爭(zhēng)中,臺(tái)積電不僅沒(méi)輸,還通過(guò)與ARM這樣的Chipless(無(wú)芯片)公司合作,實(shí)現(xiàn)了芯片設(shè)計(jì)與制造的相互優(yōu)化,在新的制程引入上與英特爾時(shí)間上相差不多,從而確保了代工芯片的高性能。
與此同時(shí),ARM也發(fā)展壯大到足以針對(duì)特定代工企業(yè)的特定生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化。如今,如果客戶(hù)要在臺(tái)積電代工,ARM則可以分別提供封裝基于臺(tái)積電性能優(yōu)化或功耗優(yōu)化的不同生產(chǎn)工藝的硬IP核,以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)性能或者功耗的偏好。
爭(zhēng)奪平臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)權(quán)
“標(biāo)準(zhǔn)為王”在整機(jī)產(chǎn)品上很大程度是通過(guò)對(duì)平臺(tái)的控制體現(xiàn)出來(lái)的。控制了平臺(tái),就等于主導(dǎo)了市場(chǎng),也就意味著豐厚的回報(bào),因此,平臺(tái)控制權(quán)的爭(zhēng)奪便顯得格外重要了。
平臺(tái)控制權(quán)的爭(zhēng)奪在個(gè)人計(jì)算市場(chǎng)可謂精彩紛呈。
1981年P(guān)C問(wèn)世,IBM憑借PC開(kāi)放的體系架構(gòu)擊敗蘋(píng)果,確立了其在個(gè)人計(jì)算市場(chǎng)大哥大的地位。但PC開(kāi)放的架構(gòu)使得系統(tǒng)廠(chǎng)商難以控制,因此IBM在1985年推出基于286處理器的PC時(shí),在主板上引入了專(zhuān)有的微通道總線(xiàn),試圖通過(guò)排他的總線(xiàn)架構(gòu)來(lái)控制PC。
于是,英特爾與康柏聯(lián)手在1986年推出的基于386處理器的PC上引入開(kāi)放的PCI總線(xiàn),從而確保了PC的開(kāi)放性。由于PCI總線(xiàn)是通過(guò)芯片組支持的,英特爾也第一次體會(huì)到平臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)權(quán)的好處。
到了1991年,IBM提供RISC(精簡(jiǎn)指令集)架構(gòu)的POWERPC處理器技術(shù)、摩托羅拉負(fù)責(zé)制造、蘋(píng)果負(fù)責(zé)整機(jī)生產(chǎn)并提供兼容機(jī)授權(quán)的POWERPC聯(lián)盟成立,目標(biāo)指向個(gè)人計(jì)算市場(chǎng)。聯(lián)盟成員個(gè)個(gè)出類(lèi)拔萃,當(dāng)時(shí)RISC架構(gòu)較之x86的CISC(復(fù)雜指令集)架構(gòu)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì),摩托羅拉半導(dǎo)體部門(mén)1988年才從美國(guó)總統(tǒng)里根手上接過(guò)首個(gè)國(guó)家質(zhì)量獎(jiǎng),而蘋(píng)果電腦Macintosh及其操作系統(tǒng)也都令PC和Windows望其項(xiàng)背。但這樣一個(gè)夢(mèng)之隊(duì),卻因?yàn)槟ν辛_拉在制造POWERPC時(shí)主頻遲遲上不去,加之蘋(píng)果收回兼容機(jī)的授權(quán),最終瓦解。
躲過(guò)了這一劫后,英特爾與微軟聯(lián)手分別在1997年、1998年、1999年和2001年“主編”了PC系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范,而其他PC整機(jī)廠(chǎng)商只有參與的份兒。至此,英特爾和微軟徹底確立了在PC市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位,兩家公司獲得的市場(chǎng)回報(bào)是PC市場(chǎng)九成的利潤(rùn)。
2003年,英特爾又通過(guò)WiFi無(wú)線(xiàn)通信平臺(tái)迅馳芯片組的發(fā)布,大大削弱了微軟的領(lǐng)導(dǎo)地位。
反觀(guān)ARM,雖然ARM架構(gòu)在智能手機(jī)市場(chǎng)份額上曾超過(guò)90%,但智能手機(jī)市場(chǎng)話(huà)語(yǔ)權(quán)掌握在操作系統(tǒng)廠(chǎng)商蘋(píng)果和谷歌手中,甚至高通、聯(lián)發(fā)科說(shuō)話(huà)都比ARM有份量。
個(gè)中道理很簡(jiǎn)單,PC平臺(tái)的控制力幾乎完全固化在處理器及芯片組中,因此,自然是英特爾說(shuō)了算。而ARM這種只提供IP核授權(quán)的公司,難以將平臺(tái)控制力固化在芯片中。
此外,接受ARM這種商業(yè)模式的前提是能夠忍受很低的利潤(rùn)回報(bào)。2012年基于A(yíng)RM架構(gòu)的處理器全球出貨量創(chuàng)紀(jì)錄地達(dá)到87億顆,但當(dāng)年ARM全年?duì)I收只有9.1億美元,稅前利潤(rùn)僅有4.1億美元。對(duì)比之下,2012年英特爾全年?duì)I收533.4億美元,稅前利潤(rùn)為148.7億美元。ARM全年?duì)I收和稅前利潤(rùn)分別只有英特爾的1/58和1/36。
評(píng)論
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