全球互联网巨头纷纷高调布局芯片领域

简介:

最初,半导体行业作为高科技行业,其发展遵循摩尔定律的方式,每18个月工艺特征尺寸缩小,随着工艺制程的进化,同样的芯片的制造成本会更低,因为单位面积晶体管数量提升导致相同的芯片所需要的面积缩小,另外芯片性能会随着工艺特征尺寸缩小而上升,于是半导体行业走在摩尔定律指导下的周期性性能提升成本降低的高速发展模式。工业主板

互联网巨头纷纷布局芯片,意味着原有的半导体产业局面正在发生重大改变。阿里、微软、Google、Facebook等都宣布在芯片领域的动作,那么互联网巨头的这些动作又会对芯片行业造成什么影响?

在半导体设计的黄金年代,“芯片设计”这四个字就意味着高技术和高利润率,芯片的原材料是砂子,却能卖出几十甚至上百美金的单价,因此成功的芯片一旦量产就像是开动了印钞机一样。为了增加出货量改善设计复用性,半导体公司往往青睐通用平台式芯片,例如Intel的处理器以及Qualcomm的SoC。

然而,随着摩尔定律越来越接近物理极限,再继续缩小特征尺寸需要的资本量越来越大,换句话说随着特征尺寸缩小,芯片的成本上升很快。芯片的成本包括NRE成本(Non-Recurring Engineering,指芯片设计和掩膜制作成本,对于一块芯片而言这些成本是一次性的)和制造成本(即每块芯片制造的成本)。在先进工艺制程,由于工艺的复杂性,NRE成本非常高。例如FinFET工艺往往需要使用double patterning技术,而且金属层数可达15层之多,导致掩膜制作非常昂贵。

另外,复杂工艺的设计规则也非常复杂,工程师需要许多时间去学习,这也增加了NRE成本。对于由先进制程制造的芯片,每块芯片的毛利率较使用落后制程制造的芯片要高,但是高昂的NRE成本意味着由先进制程制作的芯片需要更多的销量才能实现真正盈利。

随着摩尔定律遇到瓶颈,靠工艺制程提升来增进性能的成本实在太高,因此需要更多根据应用做专用设计,靠架构设计来进一步提升性能,这也是“异构计算”的思路。在过去,半导体公司通常倾向于推出平台式的产品,例如Intel的CPU,Qualcomm的Snapdragon等等,但是这样的通用平台在今天已经无法满足移动设备对于性能和能效比的需求,尤其是在AR/VR、终端人工智能等新兴应用中。

就在同时,我们看到了Facebook、Google、阿里等互联网巨头向硬件领域的进军。事实上,这也是互联网公司生态化发展到今天的必然:互联网公司之前一直在搭建生态抢夺流量入口,让用户可以更方便地使用自己的服务;这个入口过去是从PC,手机,到了今天PC、手机等传统入口已经没法满足高速发展的互联网巨头的胃口,因此巨头们都想到了搭建自己的硬件平台作为自己服务的入口。这样的硬件可以是AR/VR设备(如微软的HoloLens,Facebook的Oculus),可以是新型消费电子设备(如Google的Clip自动摄像机),也可以是进入智能制造和智能家庭的IoT终端节点。

当互联网巨头开始进入硬件市场时,会对半导体行业产生巨大的影响。首先,互联网巨头追求硬件能实现极致化的性能以实现差异化用户体验用来吸引用户。如前所述,目前摩尔定律遇到瓶颈,想要追求极致体验需要的是走异构计算自己定制化芯片的路子,光靠采购传统半导体厂商的芯片已经没法满足互联网巨头对于硬件的需求,至少在核心芯片部分是这样。因此,Facebook、Google、阿里等互联网巨头都是异构计算的积极拥护者,为了自己的硬件布局或计划设计芯片,或已经开始设计芯片。这么一来,原来是半导体公司下游客户的互联网公司现在不需需要从半导体公司采购芯片了,这样的产业分工变化会引起行业巨变。

其实这样的上下游整合趋势从很久以前就已经在手机领域开始,几年前消费电子巨头苹果和华为已经开始从采购标准芯片到设计自己的SoC,前几年小米也逐渐开始做自己的SoC芯片,一旦Oppo,Vivo等手机巨头都跟风开始自己做核心芯片,高通的就会承受很大压力。而互联网巨头入局芯片,也可以理解为手机领域发生的故事也开始发生到了其他硬件领域,将对于高通以及其他传统半导体公司产生深远的影响。

其次,互联网巨头制造硬件的目的只是为了吸引用户进入自己的生态使用自己的服务,其最终盈利点并不在贩卖硬件上而是在增值服务上。因此,互联网巨头在为了自己的硬件设计芯片时可以不计成本,基本不考虑cost-down。在传统半导体公司的眼光中,一块芯片成本是10美元还是8美元可以是天壤之别,但是在互联网公司的看法里这样的成本差别根本不是事,性能怎么好就怎么来。

从另一个角度来说,一旦自己设计核心芯片的互联网公司进入同一个领域,那些靠采购半导体公司标准芯片搭硬件系统的公司的就完全没有竞争力了,无论是从售价还是性能,拥有自己核心芯片的互联网巨头都能实施降维打击。一旦这些硬件公司失去竞争力,那么依赖于这些客户的半导体公司的生存空间又会进一步被压缩。

总而言之,互联网巨头进入芯片领域,首先处于性能考虑不再从半导体公司采购核心芯片,这冲击了传统行业分工,使传统芯片公司失去了一类大客户;另一方面互联网巨头的生态式打法可以让自研硬件芯片不考虑成本,这又冲击了那些从半导体公司采购芯片的传统硬件公司,从而进一步压缩了半导体公司的市场。在这两个作用下,半导体芯片公司的传统经营模式必须发生改变才能追上新的潮流。

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