上周發(fā)布的英偉達(dá) RTX A6000 系列工作站顯卡, RTX A6000 高端顯卡本身,則是基于全新的 GA102 GPU 核心。與幾年前的 Tesla 計(jì)算卡品牌一樣,英偉達(dá)已證實(shí) Quadro 這個(gè)專業(yè)圖形卡品牌已被其精簡,也是因?yàn)閳D形和計(jì)算之間的界限已有太多重疊。 展望未來,該系列顯卡將沿用 Nvidia RTX A6000 和 Nvidia A40 之類的命名規(guī)則。 然而對(duì)于許多人來說,明明專業(yè)卡市場不會(huì)消失、且營收也相當(dāng)豐厚,該公司為何又選擇在這個(gè)時(shí)候淡化 Quadro 品牌呢? 此前外媒猜測,這可能與英偉達(dá)專業(yè)圖形卡與計(jì)算卡產(chǎn)品線之間的重疊度越來越高有關(guān)?,F(xiàn)在的事實(shí)證明,這樣的直覺是相當(dāng)敏銳的。 畢竟隨著英偉達(dá)繼續(xù)向計(jì)算市場拓展,其專業(yè)圖形卡(ProViz)和計(jì)算產(chǎn)品在功能和定價(jià)方面的差異也越來越小。 為避免讓客戶對(duì)不同產(chǎn)品線產(chǎn)生潛在的混淆,英偉達(dá)在子品牌上的合并與精簡也是情有可原。 比如當(dāng)你需要組件一臺(tái)主動(dòng)散熱的臺(tái)式機(jī)來運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候,就可直接參考 ProViz 產(chǎn)品線,而無需像以前那樣在 Quadro 專業(yè)卡那邊糾結(jié)。 同樣的情況,在基于 Tesla V100 加速卡的實(shí)例中也有提及,即便其配置并不屬于 Quadro 的一部分。 最終,ProViz 將與計(jì)算市場迅速融為一體,即便兩者在特定需求上各有側(cè)重,但至少底層硬件仍是相通的。 在將這兩組合并成一條單一的產(chǎn)品線后,英偉達(dá)仍可滿足專業(yè)商業(yè)客戶不盡相同的圖形處理和計(jì)算需求。
“當(dāng)我們競爭對(duì)手還在正向追趕我們?nèi)ツ甑男酒綍r(shí),我們?nèi)匀活I(lǐng)先幾代?!碧O果在今天北京時(shí)間凌晨1點(diǎn)開始的發(fā)布會(huì)上說的這句話?!叭ツ臧l(fā)布的A13仿生依然是智能手機(jī)中最快的芯片,不過這即將改變,我們世界級(jí)芯片團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款全新的芯片——A14仿生,史上最快的智能手機(jī)芯片?!? 這句話的意思很明顯,打敗我的只有我自己。 畢竟蘋果是臺(tái)積電最大客戶,且不存在被禁止供貨一說,穩(wěn)坐智能手機(jī)芯片第一的寶座,大腿抖到宇宙盡頭都沒有人打擾。本次發(fā)布會(huì),蘋果也帶來了不少硬件上的升級(jí),我們首先從A14仿生芯片說起。 1、A14仿生——蘋果的大腿 顯然,蘋果所有驕傲的源頭都來自這款A(yù)14仿生芯片,9月份的發(fā)布會(huì)秀了一波,今天的發(fā)布會(huì)再次秀一把,防止國內(nèi)消費(fèi)者過了國慶假期而忘卻他的優(yōu)秀。 蘋果稱,A14仿生芯片標(biāo)志著iPhone歷史上的另一個(gè)里程碑。 據(jù)介紹,A14仿生芯片是全球第一款采用5nm制程技術(shù)的智能手機(jī)芯片,集成了118億個(gè)晶體管,比A13數(shù)量增加了近40%。 A14采用的6核CPU設(shè)計(jì),速度提升達(dá)50%。采用蘋果最新的4核GPU設(shè)計(jì),提升了圖像質(zhì)量和整體性能,使得其能夠在大型游戲和機(jī)器學(xué)習(xí)方面表現(xiàn)更加優(yōu)異,與競爭對(duì)手相比,也是在智能手機(jī)中最快的圖形處理器,圖像處理速度提高了50%。 蘋果在設(shè)計(jì)時(shí)做了結(jié)構(gòu)改動(dòng)以推進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)處理能力的極限,提升了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎的性能。由8核變成了 16核,這一改動(dòng)使得最關(guān)鍵的機(jī)器學(xué)習(xí)模型處理速度提升最高可達(dá)80%。新一代神經(jīng)引擎網(wǎng)絡(luò)每秒鐘能夠處理11萬億次操作。此外,蘋果提升了CPU里專屬的機(jī)器學(xué)習(xí)加速器的性能,比前一代快70%。 以上介紹是來自蘋果發(fā)布會(huì),與前一次介紹并無太大差別,只是CPU和GPU性能提升的幅度從40%和30%變成了兩個(gè)50%,難道一個(gè)月的時(shí)間就讓A14芯片更威猛了?筆者阿猜測應(yīng)該是對(duì)比的基準(zhǔn)發(fā)生變化,上次是iPad前后代對(duì)比,此次可能是iPhone的前后代對(duì)比。 這塊芯片毫無疑問是iPhone 12的心臟,支撐起了iPhone 12從mini版到Pro Max的所有功能。 在整個(gè)iPhone 12的硬件升級(jí)上,除了A14芯片還有別的花樣。 比如外殼,iPhone 12采用了全新的外屏玻璃,并不是普通的大猩猩玻璃。而是一種聯(lián)合開發(fā)的超瓷晶蓋板玻璃,官方介紹抗跌落能力提升了4倍。 比如無線充電,具有MagSafe功能,用于使用磁吸增強(qiáng)無線充電。 比如影像模組,iPhone 12 Pro配備了新的七元素鏡頭廣角相機(jī),具有/ 1.6的光圈,可將照片和視頻的弱光性能提高27%;具有120度超廣角鏡頭以及52mm焦距長焦相機(jī),使光學(xué)變焦范圍達(dá)到4倍。在iPhone 12 Pro Max上,傳感器尺寸較 iPhone 12 Pro增大了 47%,單位像素面積為1.7μm,暗光拍攝性能提升了 87%。長焦焦距達(dá)到了 65mm,三攝能提供最高 5 倍的光學(xué)變焦。 比如激光雷達(dá),實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的空間感知和物體定位能力,蘋果稱在低光環(huán)境下的自動(dòng)對(duì)焦效率提升了6倍 比如5G,理想狀況下,5G 網(wǎng)絡(luò)下可實(shí)現(xiàn) 4Gbps 的峰值下行速率,亦可在非必要情況下切換至 4G LTE 網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化續(xù)航。 比如屏幕,iPhone 12搭載6.1英寸Super Retina XDR屏幕,OLED屏幕材質(zhì),2532×1170分辨率,峰值亮度1200nits,支持HDR10。 價(jià)格方面:iPhone 12 mini 699 美元(5499 元)起,起步容量 64G;iPhone 12 799 美元(6299 元)起,起步容量 64G;Pro 999 美元(8499 元)起步,起步容量為 128G;Pro Max 1099 美元(9299 元)起步,起步容量為 128G。 2、S5芯片——蘋果一帶而過 S5芯片并不新,今年9月份的發(fā)布會(huì)蘋果就已經(jīng)掏出了S6,據(jù)當(dāng)時(shí)介紹,S6芯片采用了第六代封裝模塊,內(nèi)含高性能雙核處理器,該處理器基于iPhone 11的A13仿生打造,針對(duì)Apple Watch進(jìn)行了優(yōu)化,與前代相比,S6的速度快了20%。 而這多出的20%速度,就是和S5比的。所以可以理解蘋果沒有在S5芯片上留下哪怕一句完整的話,總不至于說:“比上個(gè)月的S6慢20%吧”?不過據(jù)此前的資料介紹,搭載S5Apple Watch SE,速度最高可達(dá)Apple Watch Series 3的兩倍。 這一次,蘋果將S5用在了HomePod Mini上,帶mini一詞,大伙就知道這是一款平價(jià)產(chǎn)品,底部有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)被動(dòng)式喇叭和一個(gè)“聲波波導(dǎo)”。與以往的 HomePod 一樣,它可以提供高音質(zhì)服務(wù),內(nèi)置智能助手,支持智能家庭管理以及一系列安全和隱私功能。 其他方面,HomePodmini的售價(jià)是99美元,約合668元人民幣。 3、HomePod Mini 最后我們拋開整個(gè)發(fā)布會(huì)的產(chǎn)品,再次回到本文的標(biāo)題中。蘋果的芯片自信到底來自哪里,據(jù)一眾知乎網(wǎng)友的回答,幾乎都涉及到一個(gè)詞叫“鈔能力”。 此話不假,iPhone利潤率是智能手機(jī)屆出了名的高,賺得多,就可以在研發(fā)投入上撒大把的資金,從而達(dá)到良性循環(huán),這一點(diǎn)和半導(dǎo)體界大佬們對(duì)如何提高中國芯片能力的觀點(diǎn)是一樣。 蘋果以“魔鬼”與“天使”的雙重身份與供應(yīng)鏈廠商合作,前一秒小甜甜后一秒牛夫人,一次次證明了得芯片者得天下這個(gè)理論。 曾經(jīng),喬布斯在2007年推出iPhone時(shí),用了一句經(jīng)典名言:“真正認(rèn)真對(duì)待軟件的人,應(yīng)該自己制造硬件。”
芯片不斷向微型化發(fā)展,工藝制成向著更小的5nm,3nm推進(jìn),摩爾定律也屢屢被傳走到盡頭,而芯片封裝技術(shù)被普遍認(rèn)為會(huì)成為下一階段半導(dǎo)體技術(shù)的重要發(fā)展方向。 廈門大學(xué)特聘教授、云天半導(dǎo)體創(chuàng)始人于大全博士就曾指出,隨著摩爾定律發(fā)展趨緩,通過先進(jìn)封裝技術(shù)來滿足系統(tǒng)微型化、多功能化成為了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。 封裝技術(shù)是伴隨集成電路發(fā)明應(yīng)運(yùn)而生的,主要功能是完成電源分配、信號(hào)分配、散熱和物理保護(hù)。而隨著芯片技術(shù)的發(fā)展,封裝正在不斷革新,供應(yīng)鏈迎來大考。 一、群雄競逐先進(jìn)封裝 先進(jìn)封裝技術(shù)能夠相對(duì)輕松地實(shí)現(xiàn)芯片的高密度集成、體積的微型化和更低的成本等需求,符合高端芯片向尺寸更小、性能更高、功耗更低演進(jìn)的趨勢。 尤其是CoWoS(Chip On Wafer On Substrate)、FOWLP(扇出晶圓級(jí)封裝)以及WoW等 高密度先進(jìn)封裝(HDAP) ,它們在提升芯片性能方面展現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢,成功吸引了各大主流芯片封測、代工以及設(shè)計(jì)廠商的關(guān)注,開始在該領(lǐng)域持續(xù)投資布局。 例如CoWoS,這是臺(tái)積電推出的2.5D封裝技術(shù),被稱為晶圓級(jí)封裝。CoWoS針對(duì)高端市場,連線數(shù)量和封裝尺寸都比較大。 自2012年開始量產(chǎn)CoWoS以來,臺(tái)積電就通過這種芯片間共享基板的封裝形式,把多顆芯片封裝到一起,而平面上的裸片通過Silicon Interposer互聯(lián),這樣達(dá)到了封裝體積小,傳輸速度高,功耗低,引腳少的效果。 此外,F(xiàn)OWLP,這是一項(xiàng)被預(yù)言將成為下一代緊湊型、高性能電子設(shè)備基礎(chǔ)的技術(shù)。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),F(xiàn)OWLP全球總產(chǎn)值有望在2022年超過23億美金,2019-2022年間CAGR(復(fù)合年均增長率)接近20%。 據(jù)悉,第一代扇出型封裝是采用英飛凌(Infineon)的嵌入式晶圓級(jí)球閘陣列(eWLB)技術(shù),此為2009年由飛思卡爾(Freescale,現(xiàn)為恩智浦)所推出。但是,集成扇出型封裝(InFO)在此之前就只有臺(tái)積電能夠生產(chǎn)。 臺(tái)積電的InFO技術(shù)是最引人注目的高密度扇出的例子,三星電子(Samsung Electronics)系統(tǒng)LSI事業(yè)部認(rèn)為正是此技術(shù),導(dǎo)致臺(tái)積電搶下蘋果(Apple)A10處理器代工訂單。為此三星電機(jī)(Semco)跨足半導(dǎo)體封裝市場,與三星電子合作研發(fā)FOWLP技術(shù),以期在新一輪客戶訂單爭奪賽中,全面迎戰(zhàn)臺(tái)積電。 Techsearch International指出,這些HDAP技術(shù)推動(dòng)了行業(yè)對(duì)設(shè)備與封裝協(xié)同設(shè)計(jì)以及新流程的需求。目前代工廠開始將一部分限制產(chǎn)能用于做先進(jìn)封測,傳統(tǒng)的封測廠商也在逐漸向先進(jìn)封測提升。 雖然目前為止,代工廠與封測廠商還沒有完全交叉的業(yè)務(wù),在各自的領(lǐng)域獨(dú)立為戰(zhàn)。但未來雙方一定會(huì)越來越多地向中間重合領(lǐng)域進(jìn)軍,先進(jìn)封裝將成為兵家必爭之地。 二、HDAP,想說愛你不容易 然而,想要實(shí)現(xiàn)類似的HDAP仍然存在一些挑戰(zhàn)。 資料顯示,首先,HDAP具有異構(gòu)性。即使上游EDA廠商已經(jīng)修改了傳統(tǒng)工具來處理多種新技術(shù),這些新技術(shù)也需要物理驗(yàn)證,例如設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)、版圖和線路圖對(duì)照檢查(LVS)等。在HDAP中,必須通過一個(gè)中介層或某種類型的互連技術(shù)做連接,在這種情況下,它會(huì)影響系統(tǒng)的互連特性,同時(shí)這些特性之間還會(huì)相互影響,同時(shí)影響可制造性特征的設(shè)計(jì)。 其次,新的HDAP技術(shù)要求設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)共同努力來優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng),而不僅僅是單個(gè)元件。例如芯片和封裝/中介層未對(duì)齊、元器件和基地之間的連接錯(cuò)誤等問題帶來的工程成本增加;制造數(shù)據(jù)的質(zhì)量或誤差導(dǎo)致的制造延遲;以及信號(hào)和電源完整性性能不佳、2.5D裝配的熱穩(wěn)定性不合格等問題帶來的功能故障等問題。 再者,HDAP也讓設(shè)計(jì)復(fù)雜度顯著提高,需要描述從芯片到基板、從中介層到基板、基板到電路板、基板到測試板的所有互連。這在傳統(tǒng)的封裝行業(yè)來看非常難以控制,目前有許多要靠手工集成,夾雜一些零碎的檢查。 HDAP作為一個(gè)全新的方向,也開始給半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)流程帶來影響。這些新技術(shù)能夠?qū)φw設(shè)計(jì)做分區(qū),就像一種具有芯片外部特征的互連,這與芯片的內(nèi)部特征非常相似。先進(jìn)封裝使廠商有了集成不同技術(shù)(工藝)的能力,但同時(shí)也為傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具帶來了相關(guān)挑戰(zhàn)。 在此基礎(chǔ)上,傳統(tǒng)的封裝設(shè)計(jì)已經(jīng)無法滿足市場日益變化的需求,如何高效的完成設(shè)計(jì)并得到驗(yàn)證,這將給EDA工具帶來全新的挑戰(zhàn)。市場迫切需要更為高效的全新流程、方法和設(shè)計(jì)工具。 三、Mentor的利器 Mentor是一家極為關(guān)注先進(jìn)封裝技術(shù)的EDA廠商, Mentor 亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)Lincoln Lee提到,作為一家EDA廠商,其產(chǎn)品本身就貫穿設(shè)計(jì)和封裝的各個(gè)方面。 早在10多年前(2007年),Mentor就看見了封裝市場的潛在機(jī)遇,并開始為領(lǐng)先客戶設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)方案。他強(qiáng)調(diào),半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展很快,先進(jìn)封裝正在逐漸成為主力,如果不能很快適應(yīng)客戶的要求,就將被拋在身后。發(fā)力先進(jìn)封裝領(lǐng)域,對(duì)于Mentor與其客戶來說是雙贏。 2013年,Mentor正式推出了Xpedition Package Integrator(XPI) 高密度先進(jìn)封裝(HDAP)流程,該流程是業(yè)內(nèi)率先針對(duì)當(dāng)今先進(jìn)的 IC 封裝設(shè)計(jì)和驗(yàn)證的綜合解決方案。 資料顯示,XPI產(chǎn)品已經(jīng)具有高集成度,但基于整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的分工需要, Mentor將XPI的兩個(gè)功能拆分為Xpedition Substrate Integrator工具和 Xpedition Package Designer技術(shù)。獨(dú)特的Xpedition Substrate Integrator(xSI)工具可快速實(shí)現(xiàn)異構(gòu)基底封裝組件的定義和優(yōu)化。針對(duì)物理封裝實(shí)施的新型 Xpedition Package Designer(xPD)技術(shù)可確保設(shè)計(jì)Signoff與驗(yàn)證的數(shù)據(jù)同步。Calibre 3D Stack技術(shù)可針對(duì)各種2.5D和3D疊層芯片組件進(jìn)行完整的Signoff DRC/LVS驗(yàn)證。 在不斷優(yōu)化的過程中,Xpedition可以多人協(xié)同工作,無需拆分,避免多次合并,從而實(shí)現(xiàn)最大限度地提高團(tuán)隊(duì)工作效率。目前,Mentor正在全力解決多晶片封裝的功耗、散熱、性能問題。Lincoln解釋道,大家都希望將更多功能“塞”到同一顆芯片里,但這么多高效能的芯片放在一起,將產(chǎn)生極高的熱密度。因此,熱分析是非常關(guān)鍵的步驟。 目前做芯片的公司數(shù)量正在不斷減少,很大程度上是由于先進(jìn)工藝行列所需要的成本十分昂貴,因此先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具就顯得尤為重要。Lincoln提到,Mentor的優(yōu)勢在于擁有非常全面的工序,全新的解決方案能夠?yàn)镮C設(shè)計(jì)廠商提供便利,可以在一定程度上滿足其需求。 四、Mentor與中國 現(xiàn)在,中國大陸市場中已經(jīng)有不少廠商開始關(guān)注先進(jìn)封裝,尤其是封測企業(yè)。近幾年,海外并購讓中國封測企業(yè)快速獲得了技術(shù)、市場,彌補(bǔ)了一些結(jié)構(gòu)性的缺陷,極大地推動(dòng)了中國封測產(chǎn)業(yè)的向上發(fā)展。 中國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示,大陸封測市場規(guī)模從2012年的1034億元增長至2018年的2196億元。在2019年封測市場,中國大陸占比達(dá)到28%,僅次于中國臺(tái)灣。 Lincoln指出,早在1989年,Mentor就已經(jīng)進(jìn)入中國大陸。盡管當(dāng)時(shí)市場主要以PCB板級(jí)設(shè)計(jì)為主,中國大陸本土的IC產(chǎn)業(yè)仍在襁褓之中,整個(gè)市場的體量也沒有現(xiàn)在這么龐大,但Mentor絲毫沒有輕視中國市場和其未來的發(fā)展?jié)摿Α? 此外,Mentor還跟地方政府、孵化平臺(tái)、高校和研究所合作,降低創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的成本,積極地扶持未來的明星企業(yè)。 這些年來,Mentor見證了中國本土IC產(chǎn)業(yè)不斷強(qiáng)大,尤其是封測領(lǐng)域。Lincoln表示,近年中國本土先進(jìn)封測廠商通過自主研發(fā)和兼并收購,已基本形成先進(jìn)封裝的產(chǎn)業(yè)化能力,但從先進(jìn)封裝營收占總營收的比例和高密度集成等先進(jìn)封裝技術(shù)發(fā)展上來說,中國總體先進(jìn)封裝技術(shù)水平與國際領(lǐng)先水平還有一定的差距。 在此基礎(chǔ)上,Mentor正在不斷支持中國廠商在先進(jìn)封裝領(lǐng)域的發(fā)展,助力中國廠商在性能以及功耗等方面提升。同時(shí),Lincoln也提到,在同等級(jí)的芯片中,使用Mentor HDAP設(shè)計(jì)環(huán)境的產(chǎn)品,異構(gòu)集成能助力其效能更優(yōu)化。 五、總結(jié) 在2020年,圍繞先進(jìn)封裝的戰(zhàn)火繼續(xù)升級(jí),先進(jìn)芯片制造商正在不斷加碼,探索更廣闊的芯片創(chuàng)新空間。 盡管這些技術(shù)方法的核心細(xì)節(jié)有所不同,但大家各展謀略,都是為了持續(xù)提升芯片密度、實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜和靈活的系統(tǒng)級(jí)芯片,以滿足客戶日益豐富的應(yīng)用需求。 隨著制程工藝逼近極限,成本無限提升,Mentor憑借在此領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗(yàn),其作用將越來越大,更加不可或缺。
作為時(shí)代主題,芯片吸引了太多人的注意力,芯片核心技術(shù):研發(fā)、生產(chǎn)、封裝等,每一個(gè)環(huán)節(jié)都是芯片是否能而成功的關(guān)鍵。而芯片封裝直接影響半導(dǎo)體和集成電路的力學(xué)性能。 隨著科技的發(fā)展,先進(jìn)的自動(dòng)化點(diǎn)膠設(shè)備被廣泛運(yùn)用于芯片封裝當(dāng)中。 點(diǎn)膠機(jī)被用于芯片鍵合 印制電路板在焊接過程中容易發(fā)生位移,為了避免電子元件從印制電路板表面脫落或移位,很多企業(yè)引進(jìn)全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)對(duì)印制電路板表面進(jìn)行點(diǎn)膠,然后放入烘箱加熱固化,使電子元件牢固地貼在印制電路板上。 點(diǎn)膠機(jī)被用于芯片底料填充 在倒裝芯片工藝中總會(huì)遇到如下問題:芯片面積本身比較小,固定芯片的面積就更小,常常難以粘合,如果芯片受到?jīng)_擊或熱膨脹,則很容易導(dǎo)致凸塊甚至破裂,芯片將失去其適當(dāng)?shù)男阅堋? 為了緩解這一問題,相關(guān)企業(yè)采用自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)機(jī)將有機(jī)膠注入芯片和基板之間的間隙,然后固化,這增加了芯片和基板之間的連接,又進(jìn)一步提高了它們的結(jié)合強(qiáng)度,并為凸起提供了良好的保護(hù)。 目前很多點(diǎn)膠機(jī)中融入了直線馬達(dá)設(shè)備,線馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的高精密點(diǎn)膠機(jī)X/Y軸峰值移動(dòng)速度可達(dá)1000mm/s,配置合適的光柵編碼器及導(dǎo)軌,重復(fù)定位精度可達(dá)正負(fù)0.005mm。 而直線馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的高精密X/Y/Z三軸點(diǎn)膠機(jī),具有靈活搭配、多軸聯(lián)動(dòng)、多維工位運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
英特爾自1968年創(chuàng)立后一直處于全球半導(dǎo)體的領(lǐng)軍者地位,但在2020年7月24日,英特爾宣布7納米制程延遲,或?qū)⑽械谌酱S。消息一出,英特爾股價(jià)次日重挫16.2%,被傳為其代工方的臺(tái)積電股價(jià)大漲。臺(tái)積電已于7月16日以3063億美元的市值榮登全球半導(dǎo)體企業(yè)榜首,消息一出,其市值繼續(xù)暴漲420億美元。而英特爾競爭對(duì)手AMD股價(jià)漲幅亦達(dá)16.5%。 全球半導(dǎo)體格局要變天了嗎? 一、垂直整合趨向垂直分工,美中是最大供需市場 半導(dǎo)體行業(yè)隸屬電子信息產(chǎn)業(yè),屬于硬件產(chǎn)業(yè),是以半導(dǎo)體為基礎(chǔ)而發(fā)展起來的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。過去70年,作為資金與技術(shù)高度密集行業(yè),半導(dǎo)體行業(yè)最大的發(fā)展趨勢是產(chǎn)業(yè)鏈垂直分工模式日趨成熟,產(chǎn)業(yè)鏈更加細(xì)化。 20世紀(jì)60年代,英特爾和三星等半導(dǎo)體企業(yè)都是IDM運(yùn)營模式(垂直整合),這種模式涵蓋設(shè)計(jì)、制造、封測等整個(gè)芯片生產(chǎn)流程,具有規(guī)模大、技術(shù)全、積累深的三大特點(diǎn)。 當(dāng)時(shí)代變革,技術(shù)升級(jí)要求不斷加快、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率不斷提升,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢在上世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)大變革,逐漸向設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試分離的垂直分工模式發(fā)展:一是將相對(duì)輕資產(chǎn)的設(shè)計(jì)和重資產(chǎn)的制造及封測分離,有利于各個(gè)環(huán)節(jié)集中研發(fā)投入,加速技術(shù)升級(jí)變革,給新玩家一個(gè)進(jìn)入行業(yè)的切入點(diǎn),例如技術(shù)水平較低的封裝檢測、設(shè)計(jì)突出的Fabless(單設(shè)計(jì))模式等;二是隨著技術(shù)升級(jí)的成本越來越高以及對(duì)集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率的要求提升,垂直分工模式大大提升了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作效率。 縱觀前十大半導(dǎo)體企業(yè)變化,行業(yè)發(fā)展趨勢一覽無余。上世紀(jì)90年代,全球半導(dǎo)體公司大多是日本公司,前十大企業(yè)中占據(jù)50%,全是IDM公司;2016年,前十大半導(dǎo)體企業(yè)中出現(xiàn)了高通、博通等設(shè)計(jì)公司,表明晶圓代工+設(shè)計(jì)公司的發(fā)展模式在數(shù)字邏輯集成電路領(lǐng)域中取得了巨大成功。受益于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器帶來的火爆內(nèi)存芯片需求,三星電子在2017年和2018年一度超越了英特爾,保持了全球半導(dǎo)體銷售冠軍。 從國家視角看,美國半導(dǎo)體企業(yè)占據(jù)了全球份額的半壁江山,中國是全球和美國最大的半導(dǎo)體需求市場。在“高利潤+高研發(fā)投入”商業(yè)模式的推動(dòng)下,2019年美國在全球半導(dǎo)體行業(yè)的市場份額高達(dá)47%,并在EDA軟件、IP、半導(dǎo)體設(shè)備、芯片等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均處于領(lǐng)先地位。根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)和世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)(WSTS)數(shù)據(jù),2019年中國占全球半導(dǎo)體銷售額的35%,而美國半導(dǎo)體公司在中國的市場占有率達(dá)到48%,2019年高通、Microchip、鎂光、Qorvo等美國半導(dǎo)體大廠在華收入占比均超過50%,中國市場的半導(dǎo)體需求是美國半導(dǎo)體公司收入的重要來源。 二、英特爾仍處龍頭,但危機(jī)四伏 從營收和凈利潤情況看,英特爾在半導(dǎo)體企業(yè)中還是處于強(qiáng)勢龍頭地位,2019年?duì)I收高達(dá)720億美元,凈利潤為210億美元,超越此前蟬聯(lián)榜首的三星電子,重返世界之巔。短期來看,英特爾一方面憑借長期的技術(shù)積累,采用Tick-Tock策略,在中央處理器(CPU)領(lǐng)域形成了霸主壟斷地位;另一方面通過超高的毛利和凈利水平,多次并購FPGA、AI等企業(yè)多元化產(chǎn)品布局,短期內(nèi)AMD和英偉達(dá)等追趕者很難從總量層面超越。 不過,英特爾雖仍處龍頭地位,但面臨的挑戰(zhàn)日趨加大。究其原因,主要有兩方面: 其一,主營個(gè)人電腦業(yè)務(wù)的英特爾對(duì)智能手機(jī)發(fā)展趨勢出現(xiàn)戰(zhàn)略判斷失誤。智能手機(jī)是近十年及未來十年移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代最重要的終端之一,也是繼計(jì)算機(jī)之后含硅量最高的產(chǎn)品之一。英特爾顯然沒有堅(jiān)定地提前于時(shí)代做戰(zhàn)略調(diào)整。2010年前后,智能手機(jī)在全球范圍內(nèi)加速普及,受到智能手機(jī)的沖擊,2012年之后英特爾的桌面CPU出貨量也開始不斷下滑,營收增速明顯降低。 其二,英特爾始終堅(jiān)持IDM模式,不愿意順應(yīng)時(shí)代變化做代工生意。數(shù)十年來,微軟Windows和英特爾CPU的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合在X86架構(gòu)PC時(shí)代取得了巨大成功,英特爾的IDM模式利潤率比AMD的Fabless模式和臺(tái)積電的Foundry(單制造)模式高得多,因此英特爾不愿改變高利潤率的收入模式。 與此同時(shí),作為微處理器賽道英特爾的傳統(tǒng)追趕者,AMD于2016年在CPU技術(shù)方面持續(xù)發(fā)力,搶奪英特爾市場份額,并將晶圓代工外包。在新任CEO蘇姿豐的帶領(lǐng)下,AMD首度推出RyzenCPU系列,與英特爾CoreCPU開始正面競爭。2018年,AMD7納米制程處理器研制成功,銷量大幅提升,市場占有率也逐年提高。同年AMD將7納米晶圓交由臺(tái)積電獨(dú)家代工。根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)研公司MercuryResearch的數(shù)據(jù),AMD的PCCPU市場占有率在2019財(cái)年第四季度達(dá)到18.3%。 這一趨勢體現(xiàn)在市場份額和資本市場上。AMD的全球份額在2016年時(shí)已不足10%,尤其是在更強(qiáng)調(diào)性能的服務(wù)器市場,英特爾巔峰時(shí)全球市場占有率高達(dá)99%,AMD不足1%。而在資本市場上,AMD股價(jià)從2006年開始下跌,到2015年9月時(shí)觸及不到1.6美元的低點(diǎn)。2020年7月28日,AMD發(fā)布的2020年第二季度財(cái)報(bào)顯示,AMD營收為19.32億美元,比去年同期增長26%,比上一季度增長8%;凈利潤為1.57億美元,比去年同期增長349%。AMD的股價(jià)已經(jīng)從2015年7月最底部的約1.6美元,上漲到2020年7月28日的74.6美元,增長40多倍。 人工智能熱潮下,新晉挑戰(zhàn)者英偉達(dá)也來勢洶洶。英偉達(dá)是近年來在英特爾主導(dǎo)的服務(wù)器芯片市場上唯一取得快速增長的公司,雖然目前英特爾數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)年?duì)I收超過200億美元,但英偉達(dá)把握住了大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)于視頻數(shù)據(jù)處理的需求爆發(fā),尤其是消費(fèi)端短視頻的大量普及,讓圖形處理器(GPU)在數(shù)據(jù)中心的地位日益上升,或?qū)⒊蔀橛⑻貭柕挠辛Ω偁幷摺?020年7月8日,英偉達(dá)股價(jià)收于408.64美元,總市值達(dá)到2513.14億美元,首次超越英特爾。 短視和貪婪,讓英特爾繼續(xù)沉溺于高利潤率無法自拔,錯(cuò)過了智能手機(jī)發(fā)展的紅利期。雖然后知后覺的英特爾2013年開始“大船轉(zhuǎn)向”,任命布萊恩·克爾扎尼奇來扭轉(zhuǎn)逆勢,一方面推動(dòng)凌動(dòng)(Atom)SOC來占領(lǐng)智能手機(jī)和平板電腦市場;另一方面利用壟斷地位不斷提高CPU單價(jià),以維持營收增長和高利潤率,但生于憂患,死于安樂,高科技行業(yè)需要永無止境地推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,一旦創(chuàng)新精神有所懈怠,諾基亞式的大潰敗將在所難免。 三、晶圓代工:臺(tái)積電市值登頂全球,支撐行業(yè)變革 作為全球最大晶圓代工廠和蘋果公司主要供應(yīng)商,臺(tái)積電在全球芯片代工市場上占據(jù)了一半的份額,是行業(yè)領(lǐng)頭羊,三星以20%的市場份額排名第二。 由于良率更高、生產(chǎn)周期更穩(wěn)定,臺(tái)積電幾乎獨(dú)享了7納米制程領(lǐng)域的所有訂單,且定價(jià)權(quán)極高。在此背景下,2020年第二季度臺(tái)積電凈利潤暴漲81%,創(chuàng)下六年來最大利潤紀(jì)錄,同時(shí)二季度占全球代工市場份額的51.9%。7納米和16納米工藝依然是臺(tái)積電營收的主要來源,其中7納米工藝占臺(tái)積電該季度晶圓銷售額的36%,其先進(jìn)的3納米工藝制程也將于2021年下半年風(fēng)險(xiǎn)量產(chǎn),2022年下半年量產(chǎn),3納米相比5納米工藝將帶來70的密度提升,20%~25%的功率提升。 英特爾宣布7納米制程工藝將延后6個(gè)月,從而導(dǎo)致英特爾未來幾款圖形芯片和計(jì)算機(jī)處理芯片無法及時(shí)上市。英特爾的7納米進(jìn)展不順利將增強(qiáng)臺(tái)積電在晶圓制造領(lǐng)域的領(lǐng)先能力。除此之外,英特爾CEO稱英特爾可能會(huì)在未來外包自己的芯片制造業(yè)務(wù),而臺(tái)積電作為晶圓代工領(lǐng)域的龍頭有望拿下來自英特爾的訂單,可能會(huì)使臺(tái)積電在未來的資本支出繼續(xù)擴(kuò)大。作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的風(fēng)向標(biāo),臺(tái)積電的擴(kuò)產(chǎn)會(huì)將自身景氣傳導(dǎo)給下游半導(dǎo)體封測市場,從而進(jìn)一步刺激半導(dǎo)體封裝設(shè)備的需求。 在此背景下,臺(tái)積電股價(jià)已從3月的年內(nèi)低位拉升逾70%,7月16日臺(tái)積電以總市值3063億美元榮登全球半導(dǎo)體企業(yè)榜首,三星其次,英偉達(dá)、英特爾、博通分列第三至第五位。 總之,半導(dǎo)體市場就像瞬息萬變的戰(zhàn)場,巨頭的戰(zhàn)略失誤可能會(huì)引發(fā)局勢的顛覆。競爭優(yōu)勢在制造工藝的英特爾,卻在技術(shù)方向選擇和執(zhí)行力上連續(xù)犯錯(cuò),而臺(tái)積電的快速發(fā)展,成為了可以支撐AMD和英偉達(dá)反超英特爾的支點(diǎn)。 一方面,AMD和英偉達(dá)可以發(fā)揮Fabless模式優(yōu)勢,繼續(xù)加強(qiáng)和臺(tái)積電的深度綁定和合作,利用最先進(jìn)的工藝和Fanout等先進(jìn)封裝技術(shù),加快提升產(chǎn)品性價(jià)比;另一方面,兩者針對(duì)細(xì)分領(lǐng)域與英特爾在通用計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)差異化競爭。 AMD和英偉達(dá)已經(jīng)有針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)、加密貨幣挖掘、智能汽車等專用芯片的布局,以期在未來新的賽道能向英特爾發(fā)起挑戰(zhàn),全球半導(dǎo)體行業(yè)的劇變正在孕育之中。
光刻機(jī)作為芯片制造最重要的設(shè)備,目前在全球市場上都是稀缺資源。在光刻機(jī)設(shè)備市場上,尤其是EUV光刻機(jī)設(shè)備,幾乎被ASML壟斷。全球光刻機(jī)出貨量99%集中在ASML、尼康和佳能,ASML份額最高。由于美國的技術(shù)封鎖,我國收購ASML技術(shù)幾乎毫無可能,那么同樣有高端EUV光刻機(jī)技術(shù)的日本尼康和佳能是否可以合作共贏? 除華為外,國內(nèi)晶圓大廠半導(dǎo)體進(jìn)口設(shè)備也遭斷供,另據(jù)路透社報(bào)道,美國正考慮對(duì)半導(dǎo)體制造設(shè)備及相關(guān)軟件、激光器、傳感器等技術(shù)的出口進(jìn)行新的限制,美對(duì)我半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的打壓已有蔓延之勢。而芯片制造始終是我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的薄弱環(huán)節(jié),唯有突破光刻機(jī)技術(shù),才能掌握芯片自主。 一、自主與合作 光刻機(jī)被譽(yù)為“半導(dǎo)體工業(yè)皇冠上的明珠”,要造出造芯片的機(jī)器,并不是一件容易的事,它不僅僅是擁有約10萬個(gè)零部件般復(fù)雜,也不僅僅是集合了數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、自動(dòng)化、圖像識(shí)別等10余個(gè)領(lǐng)域般綜合,還要都是頂級(jí)的,一個(gè)技術(shù)突破不算突破,全部突破才算整體前進(jìn)一步,這是最難的。 說阿斯麥光刻機(jī)代表西方制造工業(yè)的最高水平并不為過,一臺(tái)最先進(jìn)的EUV光刻機(jī),鏡頭來自德國卡爾蔡司,大功率光源來自美國賽摩,精密加工技術(shù)來自瑞典,浸沒雙工作臺(tái)來自荷蘭,特殊復(fù)合材料來自日本等等,在阿斯麥供應(yīng)商中有很多隱形冠軍,它們可能并不太知名,但無法忽視的是,這些幾乎都是同行業(yè)中的佼佼者。 如果說在某一個(gè)領(lǐng)域做好或許不是難事,比如中微公司2017年就成功研發(fā)出了世界上第一臺(tái)5納米刻蝕機(jī),但這并不代表國內(nèi)芯片制造工藝達(dá)到5納米水平,到目前為止最先進(jìn)的國產(chǎn)光刻機(jī)僅為90納米,最薄弱的環(huán)節(jié)才代表真實(shí)的水平,國產(chǎn)光刻機(jī)要出頭,勢必要做到與阿斯麥更接近的水平,但也意味著要在細(xì)分領(lǐng)域全部做好。 誰也不是三頭六臂,神通廣大,造好光刻機(jī),除了發(fā)展自主技術(shù),開放合作是很有必要的。 二、日經(jīng)遞橄欖枝 最近日經(jīng)新聞?dòng)幸黄P(guān)于中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的報(bào)道,文章指出,隨著美國的封鎖和打壓,長遠(yuǎn)來看,美國此舉可能會(huì)助推重工半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自立與發(fā)展,目前中國半導(dǎo)體仍可迂回以對(duì)。 文章主要提到幾點(diǎn): 一是中國有1000多家新興的半導(dǎo)體相關(guān)公司,如果華為和中芯從這些公司購買進(jìn)口的半導(dǎo)體芯片、設(shè)計(jì)軟件以及生產(chǎn)設(shè)備,實(shí)際上就可以進(jìn)行半導(dǎo)體采購并擴(kuò)充制造設(shè)備;Synopsis共同執(zhí)行長Aart de Geus表示:“在中國有很多半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)(除華為外)都在大量購買,這種情況無法避免國內(nèi)的轉(zhuǎn)售?!? 二是聯(lián)發(fā)科對(duì)美國的銷售額很少,該公司雖已停止對(duì)華為供貨,但也有可能會(huì)繼續(xù)接受華為的訂單并準(zhǔn)備接受美國制裁,聯(lián)發(fā)科可以在不投訴最終用戶詳細(xì)信息的情況下訂單生產(chǎn),臺(tái)積電同樣可以。 對(duì)上世紀(jì)70/80年代崛起的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,通過不同的方法將技術(shù)從美國帶回日本,從模仿再到超越,成就90年代的半導(dǎo)體霸主是可能的,但時(shí)代背景不同,通過規(guī)避限制出口并不是長遠(yuǎn)之計(jì),SWIFT跨國結(jié)算系統(tǒng)掌握在美國手上,所有國際賬戶信息,都在美國的掌控之中,會(huì)導(dǎo)致更多的企業(yè)被限制。 文章提到的另一方案或許更有前景,EUV以外的光刻機(jī),日本的尼康和佳能也可以制造,業(yè)界有關(guān)人士表示:“中國企業(yè)擬向兩家日本公司提供資金,要求共同開發(fā)除EUV以外的新型光刻機(jī)?!? 目前只有荷蘭的阿斯麥能夠制造EUV光刻機(jī),而大部分基礎(chǔ)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都由美國掌握,如果走別人的路,知識(shí)產(chǎn)權(quán)的約束會(huì)很多,當(dāng)芯片制程工藝接近摩爾定律極限,3D堆疊技術(shù)正在成為延續(xù)摩爾定律的主角,研發(fā)新的光刻機(jī)或許是彎道超車的機(jī)會(huì),就像2000年前后阿斯麥憑借浸入式光刻技術(shù)超越尼康一樣,每一次彎道超車都離不開新技術(shù)、新材料的顛覆。 當(dāng)年美國建立EUV LLC聯(lián)盟搞高端光刻機(jī),幾乎半導(dǎo)體業(yè)界所有的巨頭都被邀請(qǐng)來了,唯獨(dú)尼康排除在外,最后單打獨(dú)斗的尼康,自然干不過人家聯(lián)盟,不知尼康是否因此耿耿于懷?如今國產(chǎn)光刻機(jī)需要合作,尼康正好有技術(shù)積累,尼康是否有心被阿斯麥碾壓二十年后再扳回一城?結(jié)果值得期待。 現(xiàn)在尼康最先進(jìn)的光刻機(jī)是45-22納米,雖然跟阿斯麥有幾代的差距,但在單打獨(dú)斗的日子里,技術(shù)幾乎都是自己的,受美國方面的制約更少。 三、結(jié)語 2012年日本存儲(chǔ)芯片企業(yè)爾必達(dá)被美光收購,去年11月,原社長坂本幸雄就任紫光集團(tuán)高級(jí)副總裁,紫光旗下核心企業(yè)長江存儲(chǔ)主打存儲(chǔ)芯片; 曾就職瑞晶總經(jīng)理的陳正坤,后瑞晶被美光收購,陳正坤加入聯(lián)電,后來到大陸協(xié)助福建晉華建存儲(chǔ)芯片廠,當(dāng)被問及為什么加入聯(lián)電和中國大陸DRAM技術(shù)合作研發(fā)計(jì)劃,陳感性地說,當(dāng)年瑞晶被兼并對(duì)他沖擊很大,且自主開發(fā)DRAM技術(shù)一直是他心中的夢想,希望這個(gè)夢想在這里播種開花。 中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)崛起,除了開放合作,還要尋找合適的領(lǐng)頭羊。
10月13日下午,半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商Imagination Technologies(以下簡稱Imagination)宣布推出全新的IMG B系列圖形處理器(GPU),繼繼去年的IMG?A系列后進(jìn)一步擴(kuò)展了其GPU知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)產(chǎn)品系列。 依靠著先進(jìn)的多核架構(gòu),全新的B系列可以使Imagination的客戶在降低功耗的同時(shí)獲得比市場上任何其他GPU?IP更高的性能水平。它能提供高達(dá)6?TFLOPS(每秒萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算)的計(jì)算能力,與前代產(chǎn)品相比在功耗降低了多達(dá)30%,面積縮減了25%,且填充率比競品IP內(nèi)核高2.5倍。 B系列是Imagination?GPU?IP的再一次演進(jìn),可提供最高的性能密度(performance?per?mm2),同時(shí)提供了多種全新配置,可以針對(duì)給定的性能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)更低的功耗和高達(dá)35%的帶寬降低,這使其成為頂級(jí)設(shè)計(jì)的理想解決方案。 B系列提供了各種不同的配置,從而使我們的客戶擁有更廣泛的選擇。憑借核心部分的可擴(kuò)展性,它成為移動(dòng)設(shè)備(從高端到入門級(jí))、消費(fèi)類設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、微控制器、數(shù)字電視(DTV)和汽車等多個(gè)市場的終極解決方案。 B系列中還包括IMG?BXS產(chǎn)品,這是首批符合ISO?26262標(biāo)準(zhǔn)的GPU內(nèi)核,可以為汽車領(lǐng)域提供各種選擇:從小型的安全備份內(nèi)核,到可用于先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和高性能自動(dòng)駕駛的高計(jì)算力內(nèi)核。 Imagination?Technologies首席產(chǎn)品官Chris?Porthouse說道:“我們在多核架構(gòu)中采用了自己最佳的高性能、低功耗內(nèi)核,并整合了創(chuàng)新性的分散管理方法,從而可以提供高效的擴(kuò)展特性,并且可與諸如小芯片(chiplet)架構(gòu)等行業(yè)趨勢相兼容。這使我們能夠提供以前的GPU?IP所不能提供的一系列性能水平和配置?!? Imagination?Technologies首席執(zhí)行官Simon?Beresford-Wylie表示:“IMG?B系列為我們的客戶提供了更多選擇。它建立在大量投資及A系列技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,同時(shí)增加了多核技術(shù),以驚人的33種全新配置擴(kuò)展了Imagination的GPU產(chǎn)品系列。憑借B系列產(chǎn)品,我們相信Imagination可以為每個(gè)人提供最佳的GPU,無論他們有何種需求?!? IMG?B系列現(xiàn)已可提供授權(quán),并且每個(gè)產(chǎn)品系列都已有廠商率先獲得了授權(quán)。 一、先進(jìn)的多核架構(gòu) 全新的多核架構(gòu)已經(jīng)針對(duì)BXT和BXM內(nèi)核的每個(gè)產(chǎn)品系列進(jìn)行了優(yōu)化,利用多個(gè)主核的擴(kuò)展特性實(shí)現(xiàn)了GPU內(nèi)核的多核擴(kuò)展。多核架構(gòu)結(jié)合了所有內(nèi)核的能力,可以為單個(gè)應(yīng)用提供最大化的性能,或者根據(jù)需要支持不同內(nèi)核去運(yùn)行獨(dú)立的應(yīng)用。 BXE內(nèi)核提供了主核-次核的擴(kuò)展模式,這是一種面積優(yōu)化的解決方案,通過單個(gè)GPU內(nèi)核提供了高性能,同時(shí)可以利用我們的HyperLane技術(shù)進(jìn)行多任務(wù)處理。 BXS汽車GPU內(nèi)核也利用了多主核可擴(kuò)展的特性,來支持性能擴(kuò)展,以及跨多個(gè)內(nèi)核進(jìn)行安全檢查,以確保正確運(yùn)行。 二、最佳的圖像壓縮技術(shù) IMG?B系列還使用了IMGIC技術(shù),這是市場上最先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù),可為我們的客戶提供節(jié)省帶寬的新選擇。它提供了多達(dá)四種壓縮等級(jí):從像素完全無損模式,到可確保4:1或更佳壓縮率的帶寬極省模式。這為SoC設(shè)計(jì)人員提供了更高的靈活性,以優(yōu)化性能或降低系統(tǒng)成本,同時(shí)保持出色的用戶體驗(yàn)。IMGIC技術(shù)可以兼容B系列中的所有內(nèi)核,這使得即便是最小的內(nèi)核,也能夠擁有Imagination行業(yè)領(lǐng)先的圖像壓縮技術(shù)優(yōu)勢。 三、IMG?B系列內(nèi)核 IMG?B系列GPU擁有四個(gè)產(chǎn)品系列,可以針對(duì)特定的市場需求提供專業(yè)的內(nèi)核: 1、IMG?BXE:實(shí)現(xiàn)絢麗的高清顯示——憑借一系列專門針對(duì)用戶界面(UI)渲染和入門級(jí)游戲設(shè)計(jì)的GPU內(nèi)核,BXE系列每個(gè)時(shí)鐘周期可以處理從1個(gè)像素到高達(dá)16個(gè)像素,從而可支持從720p到8K的分辨率。與上一代內(nèi)核相比,BXE實(shí)現(xiàn)了多達(dá)25%的面積縮減,同時(shí)其填充率密度高達(dá)競品的2.5倍。 2、IMG?BXM:難以置信的圖形處理體驗(yàn)——一系列性能高效的內(nèi)核在緊湊的硅面積上實(shí)現(xiàn)了填充率和計(jì)算能力的最佳平衡,可以為中檔移動(dòng)端游戲以及用于數(shù)字電視和其他市場的復(fù)雜UI解決方案提供支持。 3、IMG?BXT:前所未有的性能——可以為從手持設(shè)備到數(shù)據(jù)中心等現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用提供難以置信的高性能。該旗艦款B系列GPU是一個(gè)四核部件,可以提供6?TFLOPS的性能,每秒可處理192?Gigapixel(十億像素),擁有24?TOPS(每秒萬億次計(jì)算)的人工智能(AI)算力,同時(shí)可提供行業(yè)最高的性能密度。 4、IMG?BXS:面向未來的汽車GPU——BXS系列是符合ISO?26262標(biāo)準(zhǔn)的GPU,這使其成為迄今為止所開發(fā)的最先進(jìn)的汽車GPU?IP內(nèi)核。BXS提供了一個(gè)完整的產(chǎn)品系列,從入門級(jí)到高級(jí)的產(chǎn)品,可為下一代人機(jī)界面(HMI)、UI顯示、信息娛樂系統(tǒng)、數(shù)字駕艙、環(huán)繞視圖提供解決方案,再到高計(jì)算能力的配置,則可支持自動(dòng)駕駛和ADAS。
2020年疫情使存儲(chǔ)器價(jià)格產(chǎn)生波動(dòng),同時(shí)也出現(xiàn)了存儲(chǔ)器需求疲軟及供應(yīng)不暢的問題。在2020年下半年,存儲(chǔ)器市場依舊不是很樂觀,存儲(chǔ)芯片價(jià)格持續(xù)下降。但是放眼全球,三星、鎧俠(原東芝)、美光等存儲(chǔ)大廠擴(kuò)大投資熱度不斷攀升,正在積極建廠和擴(kuò)充產(chǎn)能。 這些海外廠商動(dòng)作頻頻,將會(huì)使存儲(chǔ)市場產(chǎn)生怎樣的變化? 一、存儲(chǔ)器市場概覽 縱覽整個(gè)存儲(chǔ)器市場,其絕大部分由海外巨頭公司掌握,國產(chǎn)公司處于相對(duì)落后的位置。DRAM和NAND Flash是最主流的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,市場規(guī)模占比超過95%。 2019年NAND Flash市場規(guī)模達(dá)到了490億美元。據(jù)IDC預(yù)測,2023年將產(chǎn)生105ZB數(shù)據(jù),其中12ZB將會(huì)被存儲(chǔ)下來。NAND Flash市場份額基本被國外公司所壟斷,主要的廠家為三星、鎧俠、西數(shù)、美光等。國產(chǎn)廠商長江存儲(chǔ)處于起步狀態(tài),正在市場與技術(shù)上奮起直追。 2020 Q1 NAND Flash市場份額 資料來源:中國閃存市場,國元證券研究中心 DRAM是存儲(chǔ)器市場規(guī)模最大的芯片,2018年DRAM市場規(guī)模已超過1000億美元,2019年由于價(jià)格大幅下降以及服務(wù)器、手機(jī)等下游均出現(xiàn)同比下滑,市場空間出現(xiàn)下降,根據(jù)Trend Force數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2019 年DRAM市場空間約621億美元。目前,DRAM芯片的市場格局是由三星、SK海力士和美光統(tǒng)治,三大巨頭市場占有率合計(jì)已超過95%,而三星一家公司市占率就已經(jīng)逼近50%。 2019年DRAM市場格局 資料來源:Trend Force,,國元證券研究中心 在此市場狀況下,海外存儲(chǔ)大廠的投資、擴(kuò)產(chǎn)行為對(duì)于國內(nèi)處于起步階段的眾廠商來說,將是一場大考驗(yàn)。 二、存儲(chǔ)龍頭大力擴(kuò)產(chǎn) 此前,三星電子宣布了在韓國平澤廠區(qū)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,除擴(kuò)建采用極紫外光(EUV)的晶圓代工生產(chǎn)線及DRAM產(chǎn)能之外,還將擴(kuò)大3D NAND閃存方面的產(chǎn)能規(guī)模。業(yè)界預(yù)估三星電子僅用于3D NAND閃存方面的投資額就達(dá)8萬億韓元(約合470億元人民幣)。 據(jù)了解,三星電子將在平澤廠區(qū)的二期建設(shè)中投建新的3D NAND生產(chǎn)線,量產(chǎn)100層以上三星電子最先進(jìn)的第六代V-NAND閃存,無塵室的施工5月份已經(jīng)開始進(jìn)行。新生產(chǎn)線預(yù)計(jì)將于2021年下半年進(jìn)入量產(chǎn)階段,新增產(chǎn)能約為2萬片/月的晶圓。 去年年底,三星電子便啟動(dòng)了中國西安廠二期的建設(shè),投資80億美元。西安廠二期主要生產(chǎn)100層以下的第五代V-NAND,平澤二廠則會(huì)生產(chǎn)100層以上的第六代V-NAND。三星NAND Flash生產(chǎn)線主要分布在韓國華城廠區(qū)、平澤廠區(qū)以及中國西安廠區(qū)。 無獨(dú)有偶,其他存儲(chǔ)產(chǎn)商也大幅度投入了存儲(chǔ)產(chǎn)能的擴(kuò)充。 美光這兩年不斷有加大存儲(chǔ)資本投入的消息傳出。首先看DRAM方面,據(jù)臺(tái)媒報(bào)道,美光將在臺(tái)灣加碼投資,要在現(xiàn)有廠區(qū)旁興建A3及A5兩座晶圓廠,總投資額達(dá)4000億元新臺(tái)幣(約合人民幣903億元),2020年第4季導(dǎo)入最新的1z制程試產(chǎn),借此縮小與三星的差距;第二期A5廠將視市場需求,逐步擴(kuò)增產(chǎn)能,規(guī)劃設(shè)計(jì)月產(chǎn)能6萬片。 今年早些時(shí)候,美光表示,A3 預(yù)計(jì)本年第四季度完工,2021年投入生產(chǎn),導(dǎo)入最新的1Znm制程試產(chǎn)。據(jù)了解,1Znm工藝是存儲(chǔ)行業(yè)最新的制程技術(shù),可提供更高的密度、更高的效率和更快的速度,該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了12nm到14nm之間的工藝標(biāo)準(zhǔn),而1ynm標(biāo)準(zhǔn)則在14nm到16nm之間。 美光還在陸續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)DDR4和LPDDR4,2020年初美光基于1Znm技術(shù)的DDR5 RDIMM開始送樣,還將投入下一世代HBM以及1α技術(shù)的研發(fā)。同時(shí),美光表示,為了持續(xù)推進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,今年其潔凈室投資是往年的1.5-2倍,主要用于加速向先進(jìn)節(jié)點(diǎn)切換,提升先進(jìn)制程產(chǎn)能,包括EUV潔凈室的建設(shè),全球靈活布局產(chǎn)能。 與此同時(shí),美光也在去年宣布啟用在新加坡擴(kuò)建的3D NAND閃存晶圓廠,讓美光在新加坡的布局更加完整。美光指出,擴(kuò)建的設(shè)施能夠?yàn)闊o塵室空間帶來運(yùn)作上的彈性,更可以促成3D NAND技術(shù)進(jìn)階節(jié)點(diǎn)的技術(shù)轉(zhuǎn)型。 由于目前美光在第三代96層3D NAND已可進(jìn)入量產(chǎn),因此技術(shù)上要將重心擺在第四代128層去發(fā)展,將128層3D NAND做到更穩(wěn)定、能夠量產(chǎn)的階段。 美光預(yù)期該擴(kuò)建的新廠,可于下半年開始生產(chǎn),但礙于目前市場NAND供過于求的情況,以及要將3D NAND技術(shù)提升,所以暫時(shí)不會(huì)因?yàn)閿U(kuò)廠而增加任何新的晶圓產(chǎn)能。在最新一期的財(cái)報(bào)中,美光表示將在2021年投入約90億美元的資本支出。 鎧俠也將按照原計(jì)劃增產(chǎn)投資,在日本四日市工廠廠區(qū)內(nèi)興建3D NAND閃存新廠房“Fab 7廠房”,總投資額預(yù)估最高達(dá)3000億日元(約合200億元人民幣),預(yù)定2022年夏天完工。鎧俠合作伙伴西部數(shù)據(jù)預(yù)估會(huì)分擔(dān)投資。 與此同時(shí),鎧俠和西部數(shù)據(jù)還將在巖手縣北上市投資70億日元,新建的K1新工廠計(jì)劃于2020年上半年開始生產(chǎn)3D NAND。 SK海力士也已經(jīng)開始對(duì)存儲(chǔ)半導(dǎo)體進(jìn)行積極的設(shè)備投資。計(jì)劃對(duì)中國無錫工廠(C2F)投資約3.2兆韓元(約人民幣171.42億元)。SK海力士計(jì)劃在C2F工廠的空余空間內(nèi)建設(shè)月度產(chǎn)能達(dá)到3萬個(gè)的DRAM 產(chǎn)線,自2020年7月已經(jīng)開始導(dǎo)入設(shè)備。 SK海力士計(jì)劃以保守的態(tài)度實(shí)施最初制定的投資計(jì)劃。且認(rèn)為存儲(chǔ)半導(dǎo)體市場肯定會(huì)出現(xiàn)恢復(fù),因此再次啟動(dòng)投資。此外,原計(jì)劃自2021年1月起,對(duì)利川工廠(京畿道)的M16進(jìn)行設(shè)備投資,現(xiàn)在計(jì)劃在2020年之內(nèi)完成設(shè)備導(dǎo)入,且正與設(shè)備廠家在進(jìn)行調(diào)整。此外,SK海力士計(jì)劃將DRAM產(chǎn)線(利川)的增產(chǎn)規(guī)模從原來的2萬個(gè)提高至3萬個(gè),此外,還計(jì)劃將NAND閃存(清州)的產(chǎn)能提高5,000個(gè),且已經(jīng)在推進(jìn)。 三、有備而來的存儲(chǔ)廠商 不難發(fā)現(xiàn),相較于NAND Flash,DRAM市場似乎顯得謹(jǐn)慎。就目前而言,DRAM供應(yīng)商三星、SK海力士、美光等對(duì)DRAM的投產(chǎn)相對(duì)保守,除了三星增加DRAM新產(chǎn)能外,美光日本廣島新工廠B2會(huì)投產(chǎn),也正計(jì)劃在臺(tái)灣地區(qū)興建晶圓廠生產(chǎn)DRAM,但大部分DRAM供應(yīng)還是依靠制程技術(shù)提升滿足市場需求,2020年三家原廠將擴(kuò)1znm工藝技術(shù)提高DRAM產(chǎn)量。 盡管出現(xiàn)了新冠肺炎這一前所未有的危機(jī),海外巨頭依然積極進(jìn)行設(shè)備投資,其主要原因是他們都對(duì)存儲(chǔ)半導(dǎo)體市場持有積極的態(tài)度。 首先,雖然受新冠肺炎影響全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)低迷,服務(wù)器和PC方向的DRAM需求卻在增長。此外,以互聯(lián)網(wǎng)未中心的居家辦公、在線教育、業(yè)余活動(dòng)、在線購物等的大量出現(xiàn),導(dǎo)致服務(wù)器、PC的銷售增多,從而帶動(dòng)了DRAM的需求增長。 其次,從根源上看,三星等廠商擴(kuò)大產(chǎn)能,與市場上的預(yù)期有關(guān)。隨著5G、自動(dòng)駕駛物聯(lián)網(wǎng)和AI的到來,圍繞著數(shù)據(jù)的生意正在快速增長。從2017年開始,以DRAM和NAND Flash為主的半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場規(guī)模已超過1000億美金,增長速度遠(yuǎn)超于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。 疫情的到來雖然使全球經(jīng)濟(jì)充滿了不確定性,但促進(jìn)半導(dǎo)體需求增長的因素卻不少,因此海外廠商才繼續(xù)進(jìn)行積極的投資。某位熟悉韓國半導(dǎo)體行業(yè)的分析人士指出:“從韓國半導(dǎo)體巨頭的投資計(jì)劃來看,可以說他們對(duì)半導(dǎo)體市場情況持有肯定的態(tài)度”。 這些存儲(chǔ)廠商都是有備而來。 四、中國存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)面臨考驗(yàn) 在這些廠商加速存儲(chǔ)布局,搶占下一個(gè)未來的時(shí)候,正在發(fā)力的的中國存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)或?qū)⑹艿經(jīng)_擊。 發(fā)展至今,NAND Flash已呈現(xiàn)白熱化階段。在本次投資擴(kuò)產(chǎn)及相關(guān)市場競爭當(dāng)中,各大閃存廠商無疑將先進(jìn)工藝放在了重點(diǎn)位置。 三星電子此次在平澤二期中建設(shè)的就是100層以上的第六代V-NAND。目前三星電子在市場上的主流NAND閃存產(chǎn)品為92層工藝,預(yù)計(jì)今年會(huì)逐步將128層產(chǎn)品導(dǎo)入到各類應(yīng)用當(dāng)中,以維持成本競爭力。 美光也在積極推進(jìn)128層3D NAND的量產(chǎn)與應(yīng)用,特別是固態(tài)硬(SSD)領(lǐng)域,成為美光當(dāng)前積極布局?jǐn)U展的重點(diǎn),與PC OEM廠商進(jìn)行Client SSD產(chǎn)品的導(dǎo)入。美光科技執(zhí)行副總裁兼首席商務(wù)官Sumit Sadana表示,128層3D NAND如果被廣泛使用,將大大降低產(chǎn)品成本。美光于2019年10月流片出樣128層3D NAND。 根據(jù)集邦咨詢的介紹,SK海力士將繼續(xù)增加96層產(chǎn)品的占比,同時(shí)著重進(jìn)行制造工藝上的提升。SK海力士2019年6月發(fā)布128層TLC 3D NAND,預(yù)計(jì)今年將進(jìn)入投產(chǎn)階段。 鎧俠今年1月發(fā)布112層3D NAND,量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)在下半年。鎧俠今年的主力產(chǎn)品預(yù)計(jì)仍為96層,將滿足SSD方面的市場需求。隨著112層產(chǎn)能的擴(kuò)大,未來鎧俠會(huì)逐步將之導(dǎo)入到終端產(chǎn)品中。 看向國內(nèi) ,去年9月,長江存儲(chǔ)發(fā)布了64層3D NAND閃存。有消息稱,長江存儲(chǔ)64層消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤將于今年第三季度上市。有分析認(rèn)為,長江存儲(chǔ)今年的重點(diǎn)在于擴(kuò)大產(chǎn)能,同時(shí)提升良率,并與OEM廠商合作進(jìn)行64層3D NAND的導(dǎo)入。不過今年4月長江存儲(chǔ)也發(fā)布了兩款128層3D NAND閃存,量產(chǎn)時(shí)間約為今年年底至明年上半年。在先進(jìn)工藝方面,長江存儲(chǔ)并不落于下風(fēng)。 研發(fā)獲得成功只是第一步,后期量產(chǎn)的良率是成敗的關(guān)鍵之一,未來要進(jìn)入量產(chǎn),勢必要達(dá)到一定的良率,確保每片3D NAND的可用晶圓數(shù)量,成本結(jié)構(gòu)才會(huì)具有市場競爭力。與實(shí)力雄厚的國外廠商相比,長江存儲(chǔ)處于剛剛跟上腳步的階段。如果閃存產(chǎn)業(yè)陷入了殺價(jià)潮,那么對(duì)長江存儲(chǔ)來說,優(yōu)勢就不再明顯。 再看DRAM產(chǎn)業(yè),當(dāng)年韓國廠商也是透過擴(kuò)產(chǎn)、降價(jià)等方式,將當(dāng)時(shí)如日中天的日本DRAM產(chǎn)業(yè)和尚在襁褓中的臺(tái)灣地區(qū)DRAM扼殺在搖籃中,對(duì)于正在崛起的中國存儲(chǔ)來說,如何避免陷入這種困境,是在提高產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)的時(shí)候,是需要考慮的另一個(gè)問題。 半導(dǎo)體專家莫大康曾指出,存儲(chǔ)芯片具有高度標(biāo)準(zhǔn)化的特性,且品種單一,較難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。這導(dǎo)致各廠商需要集中在工藝技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模上比拼競爭力。因此,每當(dāng)市場格局出現(xiàn)新舊轉(zhuǎn)換,廠商往往打出技術(shù)牌,以期通過新舊世代產(chǎn)品的改變,提高產(chǎn)品密度,降低制造成本,取得競爭優(yōu)勢。 有報(bào)道指出,中國的長鑫存儲(chǔ)(CXMT)在2020年上半年量產(chǎn)用于PC的DDR4 DRAM。由于DDR4是目前最常用的DRAM半導(dǎo)體的規(guī)格,因此,相關(guān)產(chǎn)品的量產(chǎn)也意味著中國企業(yè)對(duì)韓國廠家形成了威脅。為了擺脫中國廠商的窮追猛趕,韓國廠家正在實(shí)施“差異性戰(zhàn)略”——極紫外光刻(EUV)工藝。 三星電子于2020年四月成功生產(chǎn)了100萬個(gè)采用了EUV技術(shù)的10納米通用DRAM(1x)。之所以將EUV技術(shù)應(yīng)用于1xDRAM,是出于測試的目的。真正要采用EUV技術(shù)的產(chǎn)品是計(jì)劃在2021年量產(chǎn)的第四代(4G)10納米DRAM(1a)。就1a產(chǎn)品的工藝而言,是將EUV技術(shù)靈活運(yùn)用在位線(Bit Line,將信息向外部輸送)的生產(chǎn)中。據(jù)說,三星已經(jīng)將EUV應(yīng)用于現(xiàn)有的工序中(據(jù)說是2-3層)。 此外,SK海力士也在準(zhǔn)備將EUV技術(shù)應(yīng)用于DRAN生產(chǎn)。SK海力士已經(jīng)在利川總部工廠導(dǎo)入了約2臺(tái)EUV曝光設(shè)備,用于研究開發(fā),目標(biāo)是計(jì)劃在2021年通過EUV技術(shù)批量生產(chǎn)DRAM。 有分析師指出,“EUV工藝是目前中國廠家無法模仿的先進(jìn)技術(shù),率先采用EUV工藝的DRAM,對(duì)于要求較高的數(shù)據(jù)中心而言,是十分有利的?!? 在先進(jìn)工藝方面,中國存儲(chǔ)廠商仍然需要努力。 五、總結(jié) 存儲(chǔ)市場目前雖仍由海外廠商占據(jù)主導(dǎo)地位,但中國廠商正在逐步崛起。正如前文所言,海外廠商投資擴(kuò)產(chǎn)除了看到存儲(chǔ)的前景以外,中國廠商的崛起也是其中微小卻不可忽視的原因之一。
EDA的實(shí)現(xiàn)需要EDA軟件,就像打字需要Word一樣,而且芯片設(shè)計(jì)用的EDA軟件比打字更復(fù)雜、更精細(xì)、技術(shù)含量更高,有了EDA工具,芯片的設(shè)計(jì)、布局、布線、仿真、版圖都可以通過自動(dòng)化來實(shí)現(xiàn)。EDA和裝備材料一起被稱為集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略支柱,可以毫不夸張的說:“EDA是集成電路之母,支撐集成電路全流程的設(shè)計(jì)”。 一、小行業(yè)撬動(dòng)大產(chǎn)業(yè) 盡管EDA如此舉足輕重,但它的市場規(guī)模在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中所占比重并不大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年,全球EDA的產(chǎn)值是110億美元?!叭欢褪沁@110億美元,撬動(dòng)的是4500多億美元的半導(dǎo)體市場,甚至是整個(gè)電子產(chǎn)品市場?!毙救A章科技創(chuàng)始人、董事長王禮賓激動(dòng)地說。 對(duì)于EDA地位的重要性,整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)?!癊DA支撐著全球集成電路4500多億美元的產(chǎn)業(yè)”,華大九天副總經(jīng)理郭繼旺甚至認(rèn)為,“沒有EDA就沒有IC!” 呂芃浩表示,半導(dǎo)體行業(yè)乃至整個(gè)電子信息行業(yè)呈現(xiàn)倒三角形,最底層是EDA工具,上面支撐了約4000多億美元的半導(dǎo)體市場,進(jìn)而帶動(dòng)1.5萬億美元的電子信息市場,以及數(shù)十萬億美元的應(yīng)用市場?!霸谶@種情況下,如果我們在EDA工具這個(gè)環(huán)節(jié)上出了問題,那么整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的大廈就會(huì)忽然倒塌。”他說。 EDA的重要性,在對(duì)集成電路成本的影響上得到了充分體現(xiàn)?!凹呻娐吩O(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)14~16納米芯片的成本是2億美元,設(shè)計(jì)7納米的芯片時(shí)是6億美元,這是在有EDA的情況下。如果沒有EDA工具,兩者的設(shè)計(jì)成本差距是200倍,這意味著如果沒有EDA工具,采用7納米工藝的芯片設(shè)計(jì)成本是1200億美元?!眳纹M浩表示,這一數(shù)字相當(dāng)于全球設(shè)計(jì)業(yè)的總值,而這么高的設(shè)計(jì)成本肯定是無法滿足市場需求的,因此EDA在降低成本促進(jìn)集成電路發(fā)展上有著重要意義。 一般來講,EDA的市場規(guī)模占半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的2%~3%。王禮賓介紹,在中國EDA市場,2019年,國產(chǎn)自研EDA的占比還是相當(dāng)小,僅10%左右?!?019年,中國EDA市場的規(guī)模是4.77億美元,IBS預(yù)測,到2025年這一數(shù)字將會(huì)增長到22.72億美元,這將是5倍的增長?!? 二、中國EDA的三個(gè)困境 在呂芃浩看來,EDA是美國技術(shù)壟斷度最高的一個(gè)領(lǐng)域,2018年,85%的EDA市場被三家美國EDA公司所壟斷。從中國EDA市場來看,外國三大廠所占的市場約5.8億美元,占全球的5.6%,國內(nèi)廠商的營收只有4.2億元人民幣,只占全球的0.6%。 據(jù)了解,上個(gè)世紀(jì)80年代,我國曾針對(duì)外國禁運(yùn)EDA軟件設(shè)立了ICCAD三級(jí)系統(tǒng)專項(xiàng)。1994年,國外允許EDA廠商進(jìn)入中國后,那時(shí)候就有了“造不如買、買不如租”的論調(diào),致使國內(nèi)集成電路尤其是EDA出現(xiàn)近15年的沉寂,直到2008年成立“核高基重大專項(xiàng)”之后,EDA才重新被提上日程,并在近十年積極發(fā)展取得了一定成績。 “不過,即便國產(chǎn)化率現(xiàn)在比以前提高了10%,但仍然比較低?!眳纹M浩認(rèn)為,中國EDA的發(fā)展主要面臨以下三個(gè)困境: 一是人才不足。全球從業(yè)人員只有4.5萬人,但是外國三大廠就占了60%,其中,新思科技1.3萬人,Cadence有7000多人。而全國EDA人才只有大概1500人,其中1000人左右在外國企業(yè)在中國設(shè)的廠里工作,真正屬于本土研發(fā)團(tuán)隊(duì)的人才只有500人左右,這還不及新思科技的零頭。 二是自主創(chuàng)新生態(tài)不足。許多設(shè)計(jì)企業(yè)習(xí)慣于用國外的EDA軟件,不敢輕易嘗試國產(chǎn)軟件。同時(shí)由于小企業(yè)沒有錢去買正版軟件,導(dǎo)致國內(nèi)EDA軟件更新迭代比較慢。 三是代工技術(shù)有些落后,這導(dǎo)致國內(nèi)廠商無法通過跟代工廠緊密合作升級(jí)自己的技術(shù)。 其實(shí),EDA人才不足只是整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)人才問題的一個(gè)縮影。郭繼旺說,集成電路產(chǎn)業(yè)一直比較缺人,市場需要72萬人,目前只有40萬人的存量,存在32萬人的缺口。按照每年三四萬的人才培養(yǎng)進(jìn)度,補(bǔ)齊大概需要10年時(shí)間,而且隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)間可能拉得更長。他認(rèn)為,人才是最難解決的,因此急不得,尤其是集成電路人才需要進(jìn)行綜合性的學(xué)科培養(yǎng),既要有扎實(shí)的理論寬基礎(chǔ),也要有實(shí)操能力,不像互聯(lián)網(wǎng)人才那么好培養(yǎng)。 三、人才是重中之重 縱觀全球EDA市場的發(fā)展,并購扮演著重要的角色。據(jù)了解,EDA技術(shù)大概90多種,美國有近千家EDA企業(yè),雖然有這么多企業(yè),但沒有一家企業(yè)能夠單獨(dú)做好所有的技術(shù),只能通過并購重組成為具有競爭力的平臺(tái)化公司。事實(shí)上,從上個(gè)世紀(jì)90年代開始,新思科技有過80次以上的并購,Cadence有過60次以上的并購,正是通過不斷并購,才最終形成了它們在全球EDA市場的霸主地位。 此外,EDA行業(yè)的研發(fā)高投入也不容忽視。一些領(lǐng)先的EDA公司軟件研發(fā)投資占到營收的35%甚至40%,頭部公司正是依靠高投入才確保了自己的領(lǐng)先地位。 那么,我們又該如何改變單一的EDA企業(yè)發(fā)展模式,走出一條安全可控的自主化道路,解決EDA產(chǎn)業(yè)中核心的卡脖子問題呢? 針對(duì)EDA的人才培養(yǎng),郭繼旺表示,廣義來講,只要是數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)的都可以作為EDA人才。 東南大學(xué)電子工程學(xué)院的楊浩說,從技術(shù)角度看,現(xiàn)在國內(nèi)技術(shù)還比較薄弱,沒有完全形成所有工具全流程領(lǐng)域。人才培養(yǎng)上,國內(nèi)高校很多,但是配套成體系的EDA課程體系還沒有完全建立起來,相關(guān)特別是完全對(duì)口的專業(yè)特別少,人才缺口比較大。“國產(chǎn)EDA如果想突圍,市場、技術(shù)、資金、人才四個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可,其中人才是根本,是重中之重?!彼f。 國務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,從各個(gè)角度來促進(jìn)集成電路發(fā)展,EDA軟件也是重點(diǎn)支持的行業(yè),目前在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)欣欣向榮,這給EDA工具發(fā)展提供了很大的市場和成長的土壤。
2020年的iPad Air是蘋果公司首款使用新型A14 Bionic芯片組的設(shè)備,芯片的影響也將不僅限于平板電腦,它將為下一代iPhone提供動(dòng)力,而Apple將于明日推出該產(chǎn)品。蘋果公司平臺(tái)架構(gòu)副總裁Tim Millet和Mac和iPad產(chǎn)品營銷高級(jí)總監(jiān)Tom Boger闡明了該公司設(shè)計(jì)A14的方法,以及求對(duì)iPad Air及其它的意義。 一、打造一款“野獸”芯片 在較高的水平上,A14似乎與蘋果的其他Bionic芯片組相似。就像A12和A13一樣,這個(gè)SoC包含一個(gè)六核CPU(兩個(gè)核是高性能核,四個(gè)核用于低優(yōu)先級(jí)任務(wù))。這里的GPU內(nèi)核數(shù)量也保持不變,為四個(gè)。 但是,不要被這些過去的相似之處所迷惑:由于A14是使用5納米制造工藝設(shè)計(jì)的,因此這種單芯片系統(tǒng)的工作比以往任何時(shí)候都多。但是,讓我們先退后一步。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)向更密集的芯片組設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變已經(jīng)發(fā)生了多年,并且沒有絲毫放緩的跡象。 A14可能是世界上第一個(gè)商用的5nm芯片,但是蘋果的競爭對(duì)手并不落后。高通公司首款5nm移動(dòng)芯片組Snapdragon 875可能會(huì)在12月舉辦的的公司虛擬Snapdragon Summit上首次亮相。然后是三星,除了為高通公司制造這些驍龍之外,三星還開始拉開5nm Exynos 1080芯片組的帷幕。 基于這些新制造工藝的芯片的主要優(yōu)點(diǎn)是,它們更密集地集成晶體管,這些難以置信的小型開關(guān),可以控制電子的流動(dòng)。這些充當(dāng)邏輯門的基礎(chǔ),邏輯門產(chǎn)生集成電路,集成電路產(chǎn)生成熟的處理器。 無論如何,轉(zhuǎn)向5nm意味著Apple可以把有更多的晶體管用于芯片上的所有系統(tǒng)?;仡^看一下:該公司去年使用的A13 Bionic有85億個(gè)晶體管,而新芯片是118億個(gè)。如您所料,晶體管數(shù)量的急劇增加為蘋果提供了額外的處理位,以顯著提高速度、效率、CPU和GPU內(nèi)核。但這也使蘋果可以自由地對(duì)設(shè)備的整體體驗(yàn)進(jìn)行微妙的改進(jìn)。 “芯片架構(gòu)師考慮功能的一種方式不一定是直接將[晶體管]映射到產(chǎn)品中的功能,而是要使諸如圖形堆棧中軟件之類的基礎(chǔ)技術(shù)能夠放大GPU中的新功能”,Millet說。“因?yàn)檫@將不可避免地成為游戲中的視覺功能,或用戶界面中的快速過渡?!? 轉(zhuǎn)向5納米設(shè)計(jì)的A14也使蘋果可以自由地將其更多的晶體管“預(yù)算”投入到CPU和GPU以外的組件上。而要獲得最佳的全方位體驗(yàn),蘋果,三星和華為等公司(僅有的其他為自己的移動(dòng)設(shè)備設(shè)計(jì)芯片的公司)具有明顯的優(yōu)勢。在這種情況下,由于Apple完全控制其片上系統(tǒng)中的內(nèi)容,因此可以在其他處理內(nèi)核和組件成為主流之前對(duì)其進(jìn)行投資。 最好的例子是該公司的神經(jīng)引擎,該組件首次出現(xiàn)在iPhone X的A11芯片組中,用于加速各種功能所需的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),例如安全面部解鎖,Siri語音識(shí)別和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等。蘋果是最早在其芯片中集成專用神經(jīng)加速器的公司之一。而華為在蘋果宣布其自己的神經(jīng)引擎之前一周就發(fā)布了麒麟970及其神經(jīng)處理單元,而三星和高通后來才趕上來。 毫不奇怪,今年的神經(jīng)引擎與我們在2017年看到的第一個(gè)引擎相去甚遠(yuǎn)。雖然原始協(xié)處理器可以每秒執(zhí)行6000億次操作,但去年的A13在相同的時(shí)間內(nèi)將標(biāo)準(zhǔn)提高到了6萬億次。同時(shí),A14通常每秒執(zhí)行11萬億次的操作,從而消除了障礙。 大規(guī)模的重新設(shè)計(jì)使這種提升成為可能:A14的神經(jīng)引擎現(xiàn)在包含16個(gè)內(nèi)核,而去年的A13為8個(gè)。將引擎的核心數(shù)量增加一倍將是一個(gè)有趣的選擇,因?yàn)樵S多依賴它的iOS功能似乎已經(jīng)運(yùn)行良好。既然如此,為什么不把更多的新晶體管投入到進(jìn)一步提高CPU和GPU性能上呢?大多數(shù)人可能會(huì)立即注意到這一點(diǎn)? 答案有兩個(gè)。首先,蘋果公司繼續(xù)在增強(qiáng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中看到巨大的潛力,不僅是因?yàn)槠渥陨淼能浖w驗(yàn),而且對(duì)于那些應(yīng)用程序開發(fā)人員可能能夠在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b適當(dāng)?shù)慕M件來實(shí)現(xiàn)。例如,流行的圖像編輯應(yīng)用程序Pixelmator Pro依靠神經(jīng)引擎提供了一項(xiàng)功能,該功能可使低分辨率圖像看起來異常清晰和干凈。同時(shí),在創(chuàng)意頻譜的另一端,Algoriddim的djay Pro AI應(yīng)用程序使用神經(jīng)引擎來更有效地隔離歌曲中的人聲和樂器音軌。 Millet說:“我們看到了傳統(tǒng)CPU指令集無法完成的事情的機(jī)會(huì)?!? “理論上您可以在GPU上執(zhí)行執(zhí)行神經(jīng)引擎在做的許多操作,但是您不能在緊密,受熱約束的enclosure內(nèi)執(zhí)行該操作。” 這是答案的另一半,這就是蘋果必須在純粹的“馬兒”和“效率”之間取得平衡。畢竟,如果馬匹過早疲勞,那就沒有必要確保它們跑得快。 Millet說:“我們努力專注于能源效率,因?yàn)檫@適用于我們生產(chǎn)的每種產(chǎn)品?!? 通過將重點(diǎn)放在芯片設(shè)計(jì)上,蘋果不必?fù)?dān)心這種情況“它專注于手機(jī)的能源效率(以某種方式)在iPad Air中不起作用”。當(dāng)然可以了。” 二、實(shí)際影響 大家一致肯定的是,A14是比它的前輩更令人印象深刻,但所有這一切都引發(fā)了一個(gè)有趣的問題:它有多強(qiáng)大?這是真的嗎? 這主要是因?yàn)樘O果尚未就A14 Bionic比去年的A13 Bionic的性能提高多少發(fā)表任何聲明,在即將到來的主題演講中,我們可以期待更多細(xì)節(jié)。在蘋果披露新產(chǎn)品iPad Air,他們確實(shí)說了A14的CPU比前代產(chǎn)品提升40%,人們可以期望圖形性能最多提高30%。 但是,必須注意的是,現(xiàn)實(shí)生活中的性能提升并不總是符合Apple的承諾。例如,當(dāng)公司表示A14的CPU性能比當(dāng)前iPad Air的A12芯片組強(qiáng)大30%時(shí),它并沒有超出您和我可以使用的流行基準(zhǔn)測試工具的結(jié)果。根據(jù)Boger的說法,這些數(shù)字是“實(shí)際應(yīng)用程序工作負(fù)載”的合并。換句話說,它們是源自許多不同性能因素的綜合數(shù)字,所有這些都證明了實(shí)際使用此東西的感覺。 Millet補(bǔ)充說:“我們了解許多應(yīng)用程序的單線程性能確實(shí)很重要?!? “因此,我們確保在談?wù)撝T如此類的事情時(shí),我們能夠很好地表示單線程性能。我們還表示,更多具有前瞻性的開發(fā)人員實(shí)際上正在利用即將推出的額外內(nèi)核?!? 由于我在2020年花費(fèi)了大量時(shí)間測試蘋果設(shè)備,因此我的想法迅速轉(zhuǎn)向A14如何模糊Air與iPad Pro之間的界限。畢竟,2020 iPad Pro依靠的是兩年前芯片組的增強(qiáng)版本。與蘋果的新芯片相比,它如何堆疊? 總體而言,iPad Pro仍然具有優(yōu)勢。當(dāng)我們在今年早些時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行測試時(shí),它是一臺(tái)速度非??斓臋C(jī)器,而Millet和Boger很快指出,當(dāng)前型號(hào)的A12Z芯片組比A14具有更多的CPU和GPU內(nèi)核(每個(gè)內(nèi)核八個(gè))。GPU計(jì)算能力的巨大差異尤其意味著iPad Pro將繼續(xù)更適合圖形工作以及Apple專業(yè)用戶可能會(huì)處理的其他“高性能工作負(fù)載”。但這并不是說iPad Air的芯片組在這里完全被淘汰了。 博格指出:“由于A14具有我們最新一代的CPU內(nèi)核,因此您可能會(huì)在這里和那里看到一些東西,它們可能會(huì)勝過A12Z。” 蘋果制造了一款售價(jià)600美元的平板電腦,其功能有時(shí)會(huì)超過其專業(yè)級(jí)硬件,這是一個(gè)大問題。但是,更重要的是,蘋果公司在設(shè)計(jì)A14時(shí)所做的工作可能會(huì)影響其后續(xù)設(shè)備。 三、走向未來 正如我之前說的,A14將為新款iPad Air以及可能是該公司最新推出的iPhone系列提供動(dòng)力,但幾乎肯定還會(huì)在其他產(chǎn)品中使用。看看Apple的入門級(jí)iPad系列:盡管它們從未獲得過為iPad Pros制造的高端芯片組版本,但它們經(jīng)常被上一代iPhone中使用的芯片所刷新。如果您是Apple設(shè)備的粉絲,那么您是否還不打算大肆購買新手機(jī)或平板電腦也沒關(guān)系-您最終體驗(yàn)A14的機(jī)會(huì)還不錯(cuò)。 即使您不這樣做,您仍然可以從其中進(jìn)行的一些工作中受益。當(dāng)蘋果公司的人們開始研究芯片組時(shí),他們不僅專注于為單個(gè)產(chǎn)品構(gòu)建芯片組。他們考慮了公司的整體陣容?!拔覀兓撕芏鄷r(shí)間與產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)和軟件團(tuán)隊(duì)合作,而架構(gòu)小組確實(shí)位于其中?!? Millet說。 蘋果在制造產(chǎn)品時(shí),必須弄清從CPU和GPU到相機(jī)和顯示模塊以及大量傳感器的重要組件清單。以良好的方式將所有組件連接起來是Millet團(tuán)隊(duì)的工作,而他們最大的優(yōu)先事項(xiàng)之一就是確保將它們編織在一起的芯片級(jí)體系結(jié)構(gòu)參數(shù)化-即可擴(kuò)展以用于不同類型的設(shè)備。 他說:“最終,我們要確保在為一代構(gòu)建CPU時(shí),我們不一定只為一代構(gòu)建CPU?!?雖然這并不意味著會(huì)在Apple Watch之類的產(chǎn)品中看到A14的六核CPU,但為該公司的旗艦手機(jī)芯片組開發(fā)的體系結(jié)構(gòu)很可能會(huì)改編并在其他地方重復(fù)使用。事實(shí)證明,我們可能不必等很久就能看到一個(gè)很好的例子。 幾周以來,一直有傳言稱iPad Pro由A14的高性能版本A14X提供動(dòng)力,有人傳言稱該產(chǎn)品將于2021年初推出。在發(fā)布由A12驅(qū)動(dòng)的iPhone XS系列僅一個(gè)月后,蘋果就宣布了其第三代iPad Pro和A12X芯片組。 謠傳A14X也是該公司的首批商用Apple Silicon Mac中的芯片組。被問及該公司在Mac芯片上的工作是否完全影響了A14的發(fā)展時(shí),Millet指出:“有時(shí),獨(dú)特的平臺(tái)制約著發(fā)明的發(fā)展?!? 最終,對(duì)于A14和蘋果公司在不久的將來的計(jì)劃,我們?nèi)匀恢跎佟? 它的體系結(jié)構(gòu)還可以如何擴(kuò)展或限制為適用于不同的硬件?蘋果從設(shè)計(jì)像A14這樣的移動(dòng)芯片組中學(xué)到的知識(shí)是否會(huì)給它提供在英特爾和AMD上需要的工具?Millet完全沒有討論這些話題,但似乎一模一樣:無論是否購買iPad Air(或iPhone 12),蘋果的工作都會(huì)對(duì)該芯片組會(huì)在未來幾年都產(chǎn)生影響。
自Apple以來,越來越多手機(jī)廠商開始在UWB超寬頻技術(shù)上投入研發(fā),而小米就是最新公布成果的一家。 早些時(shí)候他們公開了所謂的一指連方案,它能利用500MHz的超大頻寬,讓內(nèi)建了UWB晶片及陣列天線的手機(jī)與智慧型裝置實(shí)現(xiàn)角度測量精度在正負(fù)3度以內(nèi)的客廳厘米級(jí)精準(zhǔn)定位,從而在一定空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)指向性的交互操作。 什么是 UWB? UWB 超寬帶技術(shù),實(shí)際上并非一個(gè)完全的新技術(shù)了,蘋果和三星都已經(jīng)在自己的產(chǎn)品上使用。這個(gè)由蘋果帶出的新概念,最早在 iPhone 11 系列上出現(xiàn),蘋果 UWB 芯片將其命名為 U1 芯片。 UWB 超寬帶通信技術(shù)能夠讓手機(jī)或電子設(shè)備具備精確的空間感知能力,小米稱它是室內(nèi)的「GPS」,但實(shí)際情況更像是一個(gè)「雷達(dá)」。 目前蘋果和小米公開的信息顯示,UWB 技術(shù)均可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的設(shè)備精確定位,甚至連對(duì)應(yīng)設(shè)備的角度測量精度,也能到正負(fù) 3 度的水準(zhǔn)。 不只是精準(zhǔn),UWB 技術(shù)還有著超越藍(lán)牙的數(shù)據(jù)傳輸能力。 以蘋果的 U1 芯片為例,iPhone 11 Pro 如果通過 UWB 技術(shù)進(jìn)行文件傳輸,速度可以達(dá)到 27Mb/s ,在速度上都優(yōu)于藍(lán)牙,但略慢于 Wi-Fi 。 另外,UWB 由于是通過無線電信號(hào)的往返時(shí)間計(jì)算設(shè)備間的距離,而不是像藍(lán)牙那樣通過信號(hào)強(qiáng)度粗略地判斷設(shè)備間的大概位置。所以我們就不需要擔(dān)心 UWB 技術(shù)像藍(lán)牙那樣受到其他信號(hào)的干擾或入侵,能很好地保證安全性。 UWB 能做什么? 相信看到這里的機(jī)友就會(huì)疑惑:不就是一個(gè)升級(jí)版藍(lán)牙嗎?這么想就錯(cuò)了。 得益于設(shè)備間能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的空間感知,以及高速的數(shù)據(jù)傳輸,UWB 可以帶來相當(dāng)豐富的玩法。蘋果目前相對(duì)保守一些,只用來對(duì)隔空投送功能進(jìn)行強(qiáng)化,讓 iPhone 用戶之間可以更好地識(shí)別收發(fā)雙方。 小米的玩法就豐富多了。像小米副總裁曾學(xué)忠演示的那樣,不僅可以控制風(fēng)扇開光,還能控制燈光的顏色等。 操作起來比 APP 更加方便順手,只要指向某個(gè)智能家居設(shè)備,就能彈出控制框。小米將這個(gè)功能命名為「一指連」功能,從視頻來看,確實(shí)有一指操控萬物內(nèi)味兒了。 當(dāng)然,UWB 的能力不止于此。 曾學(xué)忠還表示,未來甚至連「指」這一下的操作都可以省略。因?yàn)檫@是個(gè)可以獲得精準(zhǔn)定位的技術(shù),手機(jī)能感知到你正在往哪個(gè)設(shè)備靠過去,猜測你要做什么,并且?guī)湍惆阉o做了。 像無感開門的演示,只需要門鎖和手機(jī)通過 UWB 相互感應(yīng)到實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位,立刻就能開鎖進(jìn)門。 手機(jī)作為比鑰匙更隨身攜帶的產(chǎn)品,成為大門的密鑰,自然是方便安全。 既然家門可以這樣解鎖打開,那車門是不是也可以這么做呢?靠近空調(diào)、風(fēng)扇、燈、電視機(jī)、音箱、掃地機(jī)器人等各種設(shè)備的時(shí)候是不是也能做出反應(yīng)呢? 顯然,UWB 未來將會(huì)是 IoT 設(shè)備的必備功能,多媒體和智能家居設(shè)備的控制、感應(yīng)式開門都將成為最基礎(chǔ)的使用方法。 要更進(jìn)階的話,那就是通過 UWB 芯片將設(shè)備和設(shè)備進(jìn)行相互定位,為 AR 軟件提供更準(zhǔn)確的空間信息,提高 AR 的真實(shí)性。 這個(gè)功能將會(huì)是未來生活的一個(gè)重要基礎(chǔ)。作為國內(nèi)第一家跟進(jìn)這個(gè)技術(shù)的廠商,值得稱贊。 一來,為我們這些消費(fèi)者提供更出色的傳輸功能以及智能家居體驗(yàn);二來,研發(fā)的人多了自然玩法升級(jí)也會(huì)更快; UWB 是一個(gè)涉及數(shù)據(jù)交互的技術(shù),支持 UWB 的設(shè)備越多,使用場景也越多。 總的來說,目前的一指連方案尚沒有跳脫出大家一般能想到的UWB 功能,小米也承認(rèn)這只是其開發(fā)的冰山一角。他們下一步的方向是將指這個(gè)動(dòng)作也去掉,要做到無感聯(lián)動(dòng),類似靠近車門手機(jī)自動(dòng)解除門鎖、地鐵進(jìn)站手機(jī)自動(dòng)刷卡通行等操作都有望伴隨小米UWB 技術(shù)的落地陸續(xù)實(shí)現(xiàn)。
蘋果9月推出 A14 仿生芯片,接著華為麒麟 9000 系列芯片也將隨Mate40 系列手機(jī)一起推出,而高通新一代驍龍 875也將在12月初發(fā)布,相同的是芯片都將是采用5nm 工藝,同時(shí)也意味著半導(dǎo)體工藝 5nm 的時(shí)代正在全面到來。 半導(dǎo)體的制程工藝,從 10nm 到 7nm 再到現(xiàn)在的 5nm,進(jìn)化的幅度越來越小,但每進(jìn)一步,都是整個(gè)行業(yè)付出巨大研發(fā)成本的結(jié)果。相信大家平時(shí)刷新聞時(shí)已經(jīng)有所了解,芯片的制程工藝越來越小,等于晶體管越做越小,當(dāng)工藝越來越接近極限時(shí),難度就會(huì)呈指數(shù)級(jí)上升。 最好的例子就是芯片巨頭英特爾在 14nm 節(jié)點(diǎn)長達(dá) 5 年的停滯,一度讓 “摩爾定律已死”的言論甚囂塵上。好在另一方面,臺(tái)積電和三星在制程技術(shù)上突飛猛進(jìn),從 10nm 到 7nm 再到今年的 5nm,一路順利推進(jìn),并超越了英特爾。 盡管后兩者在制程名稱上有玩 “數(shù)字游戲”的成分,但他們對(duì)推進(jìn)半導(dǎo)體制程技術(shù)進(jìn)化、延續(xù)摩爾定律所做的貢獻(xiàn)有目共睹。 這些年來,芯片制程工藝能夠不斷微縮,性能可以不斷增強(qiáng),都有賴于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)以及學(xué)術(shù)領(lǐng)域的勇敢創(chuàng)新和不懈努力。而當(dāng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步微縮,5nm 之后的 3nm、2nm、1nm,新的問題又會(huì)出現(xiàn),甚至原來拯救摩爾定律的 3D FinFET 晶體管都將無法應(yīng)對(duì)極限微觀世界的要求。 接下來,我們會(huì)越來越頻繁地聽到一個(gè)新名詞——GAA(環(huán)繞式柵極技術(shù)晶體管)。 什么是 GAA 環(huán)繞式柵極技術(shù)晶體管? 1、從 3D FinFET 到 GAA,5nm 之后就靠它了 作為取代 3D FinFET 晶體管的全新技術(shù),其實(shí) GAA 環(huán)繞式柵極技術(shù)晶體管和 3D FinFET 有著千絲萬縷的聯(lián)系,因此我們需要從 3D FinFET 晶體管說起。 在《臺(tái)積電 5 納米吊打英特爾 10 納米?別糾結(jié)了,這只是 “數(shù)字游戲”》一文中,其實(shí)IT之家已經(jīng)為大家介紹過 3D FinFET 晶體管,這里再簡單回顧一下。 其實(shí)所謂晶體管,用通俗易懂的話來講,就是用半導(dǎo)體材料制作的電流開關(guān)結(jié)構(gòu)。左邊一個(gè)源極(半導(dǎo)體),右邊一個(gè)漏極(半導(dǎo)體),中間加個(gè)柵極(金屬),讓柵極來控制電流從源極到漏極的通斷。 在過去,柵極和源極、漏極之間接觸的地方是一個(gè)平面,形狀差不多是一個(gè)矩形,柵極正是依靠這個(gè)接觸面來對(duì)源極和漏極的電流進(jìn)行控制。 可是,晶體管越做越小,這個(gè)接觸面的寬度(其實(shí)就是柵極的寬度)也越來越窄,當(dāng)窄到一定程度時(shí)(大概是 20nm 左右),柵極對(duì)電流的控制力就會(huì)大幅減弱。 控制力減弱,就會(huì)導(dǎo)致源極的電流穿透柵極,直接和漏極導(dǎo)通,這種情況叫漏電。很顯然,漏電不是個(gè)好事情,它會(huì)導(dǎo)致芯片發(fā)熱量急劇上升。 所以半導(dǎo)體工藝進(jìn)化之路在 20nm 左右曾一度面臨停滯,摩爾定律遭受威脅。 怎么辦呢?其實(shí)只要柵極和源極、漏極之間的接觸面積足夠大,就能控制住電流。這個(gè)接觸面的寬度不能增加,那就只能增加長度了。 1999 年華人教授胡正明帶領(lǐng)加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了 FinFET 晶體管技術(shù)和 UTB-SOI 技術(shù),解決了上面說的問題。 其中,F(xiàn)inFET 晶體管技術(shù)是我們聽過最多的。它的解決思路就是改造晶體管的結(jié)構(gòu),將源極和漏極做成像鰭片一樣直立的樣子,然后讓柵極三面包圍住鰭片,就像下面這樣。這樣,等于是讓柵極的寬度不變,通過巧妙地增加長度,來大大增加接觸面積,從提升對(duì)電流的控制。 換句話說,原來只有一個(gè)接觸面,現(xiàn)在有三個(gè)了,哪怕柵極寬度在進(jìn)一步縮小,也不怕。 由于這種鰭片結(jié)構(gòu)是立體的形態(tài),所以也叫做 3D FinFET。 3D FinFET 技術(shù)的出現(xiàn)解決了晶體管工藝縮小引發(fā)的漏電的問題,讓半導(dǎo)體的制程可以進(jìn)一步推進(jìn)。 隨后,經(jīng)過十多年的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn),英特爾在 2011 年首先推出了使用 22nm FinFET 工藝的第三代 Core 處理器,這標(biāo)志著摩爾定律的延續(xù)。 胡正明教授也被人們稱為 FinFET 教父,以及 “拯救摩爾定律的男人”。而 3D FinFET 技術(shù)也伴隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,一路走到今天的 7nm、5nm 時(shí)代。 但是,隨著芯片制程的進(jìn)一步微縮,到了 5nm 之后的 3nm、2nm 等等,3D FinFET 也將迎來它的極限,鰭片距離太近、漏電重新出現(xiàn),物理材料的極限都讓 3D FinFET 晶體管難以為繼。 還有隨著工藝微縮,假如原來一個(gè) FinFET 晶體管上可以放三個(gè)鰭片,現(xiàn)在只能放一個(gè),所以就得把鰭片增高??墒泅捚絹碓礁撸揭欢ǜ叨群?,很難在內(nèi)部應(yīng)力作用下保持直立,F(xiàn)inFET 結(jié)構(gòu)就很難形成了。 總之就是,5nm 之后,3D FinFET 也不能用了。這時(shí)候,就輪到 GAA 環(huán)繞式柵極技術(shù)晶體管技術(shù)登場了。 GAA 全稱 Gate-All-Around ,是一種環(huán)繞式柵極技術(shù)晶體管,也叫做 GAAFET。它的概念的提出也很早,比利時(shí) IMEC Cor Claeys 博士及其研究團(tuán)隊(duì)于 1990 年發(fā)表文章中提出。 其實(shí) GAAFET 相當(dāng)于 3D FinFET 的改良版,這項(xiàng)技術(shù)下的晶體管結(jié)構(gòu)又變了,柵極和漏極不再是鰭片的樣子,而是變成了一根根 “小棍子”,垂直穿過柵極,這樣,柵極就能實(shí)現(xiàn)對(duì)源極、漏極的四面包裹。 看起來,好像原來源極漏極半導(dǎo)體是鰭片,而現(xiàn)在柵極變成了鰭片。所以 GAAFET 和 3D FinFET 在實(shí)現(xiàn)原理和思路上有很多相似的地方。 不管怎么說,從三接觸面到四接觸面,并且還被拆分成好幾個(gè)四接觸面,顯然,這次柵極對(duì)電流的控制力又進(jìn)一步提高了。此外,GAA 的這種設(shè)計(jì)也可以解決原來鰭片間距縮小的問題,并且在很大程度上解決柵極間距縮小后帶來問題,例如電容效應(yīng)等。 總之,在 GAAFET 技術(shù)的巧妙幫助下,半導(dǎo)體制程工藝的進(jìn)化之路還將進(jìn)一步往前走,并將成為 5nm 之后大家經(jīng)常聽到的關(guān)鍵詞。 2、三星、英特爾和臺(tái)積電,同樣的態(tài)度,不同的進(jìn)展 GAAFET 技術(shù)如此重要,顯然目前芯片代工的三巨頭英特爾、三星和臺(tái)積電都在積極備戰(zhàn),準(zhǔn)備在 5nm 之后的節(jié)點(diǎn)上大干一場。 首先要說明的是,前面我們講到源極到漏極的 “小棍子”,只是舉例,實(shí)際上也可以是其他形狀,例如圓柱狀、甚至是板狀的等等。 就這一點(diǎn),目前行業(yè)里分幾種方案: 納米線,就是采用圓柱或者方形的截面; 板片狀,顧名思義,就是源極漏極的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)成水平的板塊狀,通常會(huì)堆疊多個(gè)穿透柵極; 六角形截面; 納米環(huán)技術(shù),就是穿透柵極的半導(dǎo)體為環(huán)形截面。 在三巨頭中,目前最積極高調(diào)的是三星,他們采用的是第二種方案,也就是堆疊的板片狀方案。目前三星也是三巨頭中唯一一家公布自己在 GAA 上詳細(xì)技術(shù)方案的企業(yè)。 三星還給自家 GAA 技術(shù)取了個(gè)獨(dú)特的名字:Multi-Bridge Channel,簡稱 MBCFET。 三星表示,他們會(huì)在 3nm 這一節(jié)點(diǎn)上使用 MBCFET 技術(shù)。MBCFET 相比納米線技術(shù)擁有更大的柵極接觸面積,從而在性能、功耗控制上會(huì)更加出色。 就板片狀的技術(shù)方案來說,三星透露其目前設(shè)計(jì)每個(gè)晶體管上堆疊 3 條板片,板片厚度為 5nm,板片之間的距離為 10nm,同時(shí)柵極長度為 12nm 等。 在具體表現(xiàn)方面,三星還稱第一代的 3nm MBCFET 相比 7nm FinFET 會(huì)有 35% 的性能提升,功耗會(huì)降低 50%,芯片面積則會(huì)縮減 45%,電壓則可以下降到 0.7V。 三星更是信心滿滿地表示,2020 年底,他們的 MBCFET 就可以開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn),2021 年有望大規(guī)模量產(chǎn),同時(shí) 2021 年他們還會(huì)推出第一代 MBCFET 的優(yōu)化版本。 值得一提的是,三星在 GAA 上也嘗試了其他技術(shù)方案,不同方案在性能、功率方面的表現(xiàn)也不同,未來可以根據(jù)芯片應(yīng)用場景的差異來匹配對(duì)應(yīng)的方案。 相比三星的激進(jìn),臺(tái)積電這邊就相對(duì)保守了,目前他們已經(jīng)表示,3nm 節(jié)點(diǎn)上將會(huì)繼續(xù)打磨 FinFET 技術(shù),而不是急于上馬 GAAFET。 主要原因是臺(tái)積電切入 GAA 技術(shù)的時(shí)間相對(duì)晚于三星,同時(shí)也為產(chǎn)業(yè)鏈平穩(wěn)過渡考慮。至于什么時(shí)候會(huì)使用 GAA 技術(shù),官方還沒有明確公布。但根據(jù)外界的消息,臺(tái)積電會(huì)在 2nm 節(jié)點(diǎn)上采用 GAA 技術(shù)。 臺(tái)積電已表示,2nm 研發(fā)生產(chǎn)將落腳新竹寶山,將規(guī)劃建設(shè) 4 個(gè)超大型晶圓廠,投入 8000 名工程師,目前已經(jīng)交付研發(fā),根據(jù)規(guī)劃,2nm 工藝預(yù)計(jì)會(huì)在 2023 年開始風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn),2024 年量產(chǎn)。 至于英特爾,按照他們的進(jìn)度,2021 年會(huì)推出 7nm 工藝,采用的仍然是目前的 SuperFinFET,而到 2023 年,他們會(huì)在 5nm 這個(gè)節(jié)點(diǎn)上放棄 FinFET 晶體管,轉(zhuǎn)向 GAA 環(huán)繞柵極晶體管。這個(gè)消息來自產(chǎn)業(yè)鏈,并非英特爾官方公布,但此前英特爾曾表示,將在 5nm 工藝重新奪回領(lǐng)導(dǎo)地位,由此來看,他們在 2023 年的 5nm 節(jié)點(diǎn)上推出 GAA 工藝是大概率會(huì)發(fā)生的。 3、半導(dǎo)體行業(yè)還沒有到極限 就像 FinFET 工藝拯救了芯片產(chǎn)業(yè),在 5nm 之后的時(shí)代,GAAFET 也將成為帶領(lǐng)半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。當(dāng)然,在這背后,每前進(jìn)一步,都是行業(yè)付出巨大努力的結(jié)果。 就以 GAA 技術(shù)來說,三星透露其自家 3nm GAA 的研發(fā)成本比 5nm FinFET 更高,有可能超過 5 億美元,巨大的研發(fā)成本首先就是擺在行業(yè)面前的一道坎。 同時(shí) GAAFET 的工藝制造難度也是極高的,具體的細(xì)節(jié)這里就不說了,最難的地方自然是如何讓柵極環(huán)繞源極和漏極的納米線,這里面的工藝極其復(fù)雜,也只有對(duì) FinFET 技術(shù)爐火純青的半導(dǎo)體巨頭才能應(yīng)對(duì)這樣的技術(shù)挑戰(zhàn)。 此外,和 GAA 技術(shù)配套的 EUV 極紫外光刻技術(shù)也需要進(jìn)一步成熟,解決光刻功率不夠以及光子噪音等問題。 但好消息時(shí),因?yàn)?GAA 相當(dāng)于傳統(tǒng) FinFET 的 “改良版”,因此生產(chǎn)制造的很多技術(shù)細(xì)節(jié)和步驟是可以共用的,這意味著像三星、臺(tái)積電和英特爾這些對(duì) FinFET 技術(shù)非常熟悉的巨頭,在 GAA 技術(shù)過渡時(shí)可能會(huì)比過去更加順暢,產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間也可能會(huì)更短。 最后,IT之家想說的是,GAA 技術(shù)的推進(jìn),的確在很大程度上推進(jìn)半導(dǎo)體工藝特別是先進(jìn)制程上的發(fā)展。但隨著制程技術(shù)越來越接近物理極限,想要把芯片繼續(xù)做薄做小,先進(jìn)制程也并不是唯一的道路,材料、封裝等也都可以稱為突破的道路。 胡正明教授曾經(jīng)說過:FinFE 證實(shí)了這個(gè)產(chǎn)業(yè)還有很多可以用我們的智慧來解決的問題,我還真是看不到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)的極限。只要這個(gè)世界仍然對(duì)運(yùn)算有需求,半導(dǎo)體行業(yè)的人們就會(huì)想出智慧的解決方案來拓寬行業(yè)的天花板,用技術(shù)讓這個(gè)世界更加美好。
蘋果在發(fā)布會(huì)推出iPhone 12系列,而在此發(fā)布會(huì)后,蘋果還將于11月再度為搭載了蘋果自研芯片Apple Silicon的MacBook舉行新品發(fā)布會(huì)。 該芯片是由臺(tái)積電獨(dú)家代工的,而筆記本電腦零件組裝廠則是廣達(dá)。 根據(jù)彭博社記者M(jìn)ark Gurman的透露,蘋果首款搭載了自研芯片Apple Silicon的MacBook將于11月發(fā)布,而知名蘋果分析師郭明錤也曾表示蘋果的首款A(yù)RM架構(gòu)Mac電腦將會(huì)是13英寸的MacBook Pro。 根據(jù)郭明錤在7月份發(fā)布的報(bào)告,蘋果在未來預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)布采用Apple Silicon的13英寸MacBook Pro(今年Q4量產(chǎn))、采用Apple Silicon的MacBook Air、采用Apple Silicon的14英寸/16英寸MacBook Pro。 關(guān)于蘋果的首款自研芯片Apple Silicon,外媒WccfTech曾經(jīng)表示其具有8個(gè)性能核心+4個(gè)效率核心,而13英寸的 MacBook Pro將會(huì)首發(fā)這款芯片。
據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞,日本電子零部件巨頭TDK已向美國申請(qǐng)出口許可,請(qǐng)求正常向華為供應(yīng)用于5G技術(shù)的電子零部件。 TDK主要為華為智能手機(jī)提供可充電電池,高盛日本分析師Daiki Takayama指出,若失去重要買家華為,TDK的營收將損失多達(dá)90億日元(約合人民幣6.6億元)。 日經(jīng)新聞指出,在向華為供貨的日本供應(yīng)商中,TDK、村田(Murata)、京瓷(Kyocera)和太陽誘電(Taiyo Yuden)是最容易受到?jīng)_擊的公司之一。高盛的研究數(shù)據(jù)顯示,停止向華為供貨后,這四家企業(yè)的利潤將減少250億日元(約合人民幣18.3億元)。 除了這四家日企,其他日本設(shè)備供應(yīng)商也停止了對(duì)華為供貨,報(bào)道指出,2019年華為從日企采購了超過1萬億日元(約合人民幣735.5億元)的零部件和設(shè)備,在美國舉動(dòng)下,這些日企將無可避免地遭受損失。 截至目前,在日本企業(yè)當(dāng)中,索尼以及鎧俠(KIOXIA )也相繼提交了出口許可的申請(qǐng)。分析指出,未來將會(huì)有越來越多的日本企業(yè)向美國尋求對(duì)華為供貨。 那么,在日本企業(yè)減少向華為供貨后,目前華為芯片夠用嗎?據(jù)驅(qū)動(dòng)之家10月12日消息,目前華為手機(jī)的芯片儲(chǔ)備較為充足,除了從臺(tái)積電囤貨外,聯(lián)發(fā)科也在斷供日前搶先對(duì)華為供應(yīng)了大量芯片。 消息指出,9月聯(lián)發(fā)科向華為出貨了1300萬顆芯片,價(jià)值將近3億美元的芯片,而這些芯片足夠華為支撐一個(gè)多月。
根據(jù)最新的報(bào)道顯示,IBM將拆分出IT基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)部門,成為一家新的上市公司,加速向云計(jì)算領(lǐng)域轉(zhuǎn)型,未來聚焦于云與 AI 的主航道上,以便能專注于包括紅帽在內(nèi)的混合云業(yè)務(wù)。在此輪拆分完成之后,IBM公司的軟體及解決方案產(chǎn)品組合將在其總體收入中占據(jù)大部分比例。 當(dāng)然,IBM也會(huì)正式被拆分為兩家上市公司,一家公司繼續(xù)保持原有的硬件業(yè)務(wù)以及技術(shù)開發(fā),而原有的紅帽等公司的業(yè)務(wù),則被收納入新公司,作為軟件和云業(yè)務(wù)的服務(wù)商。 據(jù)了解,IBM 業(yè)務(wù)包括云及認(rèn)知軟件業(yè)務(wù)、全球企業(yè)咨詢服務(wù)業(yè)務(wù)、全球信息科技服務(wù)業(yè)務(wù)、系統(tǒng)業(yè)務(wù)、融資業(yè)務(wù)。即將拆分的傳統(tǒng)技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù),屬于 IBM 的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)業(yè)務(wù),幫助企業(yè)級(jí)用戶維護(hù)、升級(jí)計(jì)算業(yè)務(wù),年?duì)I收約 190 億美元。拆分后將單獨(dú)上市,暫時(shí)命名為 NewCo。 其余業(yè)務(wù),云業(yè)務(wù)、硬件、軟件和咨詢服務(wù)部門占據(jù) IBM 總營收 75%,將繼續(xù)保留在 IBM 之下。IBM 之所以再次拆分主要是考慮到傳統(tǒng)的舊業(yè)務(wù)持續(xù)萎縮,掩蓋了包括云在內(nèi)新業(yè)務(wù)的強(qiáng)勁增長,長期拖累 IBM 整體業(yè)務(wù)營收表現(xiàn),令資本市場感到失望。 IBM 新任印度裔 CEO 阿文德·克里希納(Arvind Krishna)也很直白地表示,IBM 再「分裂」主要是為了讓 IBM 釋放出增長潛力,將云與 AI 作為增長引擎。而這一「里程碑」、「重新定義自己」的拆分舉動(dòng),在克里希納看來,「一切都是紅帽(Red Hat)給予 IBM 的勇氣與信心?!? 1、云中「瑞士」不好當(dāng) 2018 年,IBM 耗資 340 億美元收購紅帽,成為繼微軟宣布收購 GitHub 后,開源乃至云計(jì)算界又一爆炸性新聞。IBM 收購紅帽之所以具有「轟動(dòng)」效應(yīng),可以一分為二看待。從交易金額上來看,340 億美金創(chuàng)造了全球科技收購史之最,成為 Dell 購 EMC,Avago 購博通后,第三大收購案例。 從紅帽的價(jià)值來看,紅帽作為開源解決方案提供商,借助于 Linux 和 Kubernetes(用于管理云平臺(tái)中多個(gè)主機(jī)上的容器化的應(yīng)用)等開源技術(shù),以推動(dòng)企業(yè) IT 發(fā)展。 「紅帽 Linux 是紅帽設(shè)計(jì)的基于 Linux 的操作系統(tǒng),這個(gè)操作系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于云服務(wù)器。紅帽主張以開源技術(shù)來釋放混合云及多云的潛力,即用戶可以隨時(shí)在不同公有云品牌間進(jìn)行切換?!股疃瓤萍佳芯吭簭埿s告訴極客公園(ID:geekpark)。 進(jìn)一步來說,在傳統(tǒng) IT 向云遷移的今天,紅帽擁有混合云、多云的關(guān)鍵技術(shù),是連接公有云與私有云的橋梁。比如,容器、Kubernetes 技術(shù)是混合云、多云市場的「寵兒」,紅帽基于 Kubernetes 開發(fā)的容器協(xié)調(diào)平臺(tái) OpenShift,整合了一系列管理工具與安全功能,是影響企業(yè)生產(chǎn)力的關(guān)鍵平臺(tái)。 而這一切都是 IBM CEO 克里希納主導(dǎo)下完成,收購紅帽成為 IBM 發(fā)展史上的關(guān)鍵事件。 今年年初,克里希納接替羅睿蘭(Ginni Rometty)成為 IBM 新任 CEO,上任后,克里希納明確了未來 IBM 的兩大戰(zhàn)略,混合云和 AI 人工智能?!缸尲t帽 OpenShift 成為混合云的默認(rèn)選擇?!? 同時(shí),克里希納認(rèn)為,云和 AI 增長空間很大,「IBM 入云的旅程只有 20%-25%,距離 AI 的路途僅有 4%?!? 通過混合云路徑,IBM 想做云市場中的「瑞士」的目的昭然若揭,但真如克里希納描述的那么輕而易舉嗎? IBM 已經(jīng)徹底失去了公有云市場的入場券。來自多個(gè)第三方機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,全球公有云市場格局穩(wěn)固,呈現(xiàn) 3A 態(tài)勢,亞馬遜 AWS、微軟 Azure、阿里云三家占據(jù)全球過半份額。當(dāng)前公有云紅利衰退,混合云、多云將成為云市場下一波浪潮。 但混合云、多云市場同樣競爭激烈。在操作系統(tǒng)產(chǎn)品、中間件、虛擬化、云技術(shù)等方面,紅帽將與微軟、甲骨文、VMware、Pivotal 等企業(yè)展開競爭?!冈谔摂M化工具、操作系統(tǒng)、中間件、服務(wù)程序與管理組合產(chǎn)品中,用微軟產(chǎn)品的企業(yè)也不少?!箯埿s說。 而在混合云、多云發(fā)展圖譜上來看,美國、歐洲市場規(guī)模最大,IBM 主要戰(zhàn)場將聚焦于此。不少海外分析師認(rèn)為,即便 IBM 擁有紅帽,也無法與亞馬遜 AWS、微軟 Azure 在內(nèi)的主流云計(jì)算廠商產(chǎn)生正面競爭。 2、IBM 錯(cuò)過的那些年 回顧 IBM 長達(dá) 109 年的發(fā)展歷程,拆分不是第一次。 如克里希納在電話會(huì)議上所言,「IBM 在上個(gè)世紀(jì) 90 年代剝離了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),在 2000 年代剝離了 PC 業(yè)務(wù),大約五年前剝離了半導(dǎo)體業(yè)務(wù),因?yàn)檫@些業(yè)務(wù)不符合 IBM 業(yè)務(wù)整合的價(jià)值理念?!? IBM 不斷順應(yīng)時(shí)代節(jié)奏「甩包袱」,同時(shí)也不斷被時(shí)代淹沒、碾壓,成為創(chuàng)新市場上的「棄兒」。 2002 年,亞馬遜啟動(dòng) AWS 平臺(tái),為開發(fā)人員提供工具與服務(wù)。2006 年,通過三款簡單的服務(wù)產(chǎn)品,亞馬遜正式上線 AWS。微軟 Azure、谷歌云也在 2010 年左右,推出公開的云服務(wù)產(chǎn)品。 盡管 IBM 進(jìn)入云計(jì)算市場不晚,2007 年與谷歌合作開設(shè)云計(jì)算課程,推出「藍(lán)云」云計(jì)算商業(yè)解決方案。2013 年,開始討論混合云、私有云戰(zhàn)略。但實(shí)際上,從 2000 到 2010 年代,IBM 一直忙于「瘦身」、「賣賣賣」,先后將利潤微薄的 PC 業(yè)務(wù)、x86 服務(wù)器業(yè)務(wù)剝離,打包出售給聯(lián)想。并沒有將大量資源、資金投入在云計(jì)算業(yè)務(wù)中。 「IBM 沒有認(rèn)真投入去做公有云,大部分資源還是在技術(shù)、商業(yè)服務(wù)部門,圍繞著云做一些 IT 服務(wù)。」IDC 分析師周振剛說。 2015 年具有先發(fā)優(yōu)勢的亞馬遜 AWS 實(shí)現(xiàn)盈利,增長超過市場預(yù)期。IBM 猛然意識(shí)到云戰(zhàn)略的重要意義,這一年,IBM 發(fā)起十余次云相關(guān)的收購,以催熟云業(yè)務(wù)。一年后,IBM 正式宣布云轉(zhuǎn)型。 不過,轉(zhuǎn)型收效甚微。除 IBM 的硬件廠商屬性、客戶資源有限外,IBM 押注云方向出現(xiàn)失誤。比如,沒有在數(shù)據(jù)中心上投資,大肆宣傳區(qū)塊鏈、AI 人工智能,路線走偏。IBM 在云市場中的份額不升反降,成為其他類別。 IBM 錯(cuò)失了云計(jì)算時(shí)代。 2011 年,IBM 沃森 AI(Watson)在《危險(xiǎn)邊緣》節(jié)目中擊敗兩名人類選手,并宣布醫(yī)療將成為沃森的主要應(yīng)用領(lǐng)域。IBM 入場 AI 較早,但高估了 AI 醫(yī)療的潛力,引起很大爭議。醫(yī)療保健系統(tǒng)極為復(fù)雜,沃森機(jī)器學(xué)習(xí)方式與醫(yī)生工作方式完全不匹配。 沃森系統(tǒng)極為封閉,沒有第三方系統(tǒng)集成商,沒有軟件開發(fā)工具包。如同一個(gè)「黑匣子」,一端輸入一端輸出結(jié)果。在商業(yè)化回報(bào)上對(duì) IBM 也無裨益。Jefferies 分析師基斯納(James Kisner)曾經(jīng)稱,「沃森永遠(yuǎn)不可能為 IBM 貢獻(xiàn)可觀收入,IBM 也無法從 AI 投資中收回成本。IBM 在 AI 編程人才競爭中,全部輸給了亞馬遜、微軟、谷歌甚至數(shù)百個(gè)初創(chuàng)企業(yè)?!? IBM 又錯(cuò)失了 AI 的第三次浪潮。 同樣身處轉(zhuǎn)型的軟件巨頭微軟,一直拿來與 IBM 進(jìn)行比較。微軟也錯(cuò)失了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),微軟規(guī)模從最初僅為 IBM 百分之一大小,到超越 IBM,市值超萬億美元,源于薩提亞·納德拉時(shí)代的微軟,全力擁抱云計(jì)算與開源。 IBM高管表示:云端運(yùn)算發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入第二時(shí)期。到2020 年,混合云將有1 萬億美元的市場需求,但至今仍有80% 的企業(yè)數(shù)據(jù)尚未遷移到云上,究其原因主要就是欠缺了一套一致性和高安全性的云管理機(jī)制,這也是IBM 看好混合云的原因。但是IBM 的云與開源之路,效果如何依然是未知數(shù)。