楠木軒

壟斷、算計、分合:半導體三個時代,三張面孔

由 費莫白竹 發佈於 科技

編者按:本文來自微信公眾號格隆匯APP(ID: hkguruclub),作者咖啡與茶,圖源圖蟲,創業邦經授權轉載。

1 壟斷

1985年的一天,英特爾老闆格魯夫迷茫地望着窗外公園裏的摩天輪,向身後的CEO摩爾問:“如果我們被踢出董事會,他們找個新CEO,你覺得他會怎麼做?”

摩爾答到:“放棄存儲器的生意。”

格羅夫眼前一亮:“那為什麼我們不自己做?”

從這一刻開始,英特爾徹底告別了曾經讓自己光芒萬丈的存儲器市場。

在此之前,英特爾幾乎就是存儲器的代名詞,但在日本公司低價策略的強力圍攻下,這家半導體巨頭業績全線下滑,最慘時居然一張訂單都沒拿到,走到瀕死邊緣。然而,公司的管理層不願接受輸給日本的結果,惰性、迷茫、失落,籠罩着整間公司。

改革勢在必行。

格羅夫大手一揮,關閉7家工廠,解僱8000名員工,造成超過1.8億美元的虧損。但同時,英特爾開始了另一場豪賭,花了3億多美元,研發微處理器。

“慫恿”英特爾大舉進軍微處理領域的,是IBM。自蘋果開啓個人電腦(PC)時代後,IBM也進入到這個領域,並與1981年推出自己的處女作IBM5150。

為提升計算能力,同時也出於商業競爭的需要,IBM一直在尋找更好的PC微處理器(後稱為CPU),作為當時美國最大的半導體公司,英特爾管理層經常被IBM“教育”,PC未來是如何星辰大海,微處理器生意是如何賺錢,英特爾應該專攻微處理器。

起初,英特爾存儲器生意做得風生水起,微處理器雖有生產,並應用在IBM PC上,但算不上特別重視。直到1985年,存儲器生意被日本人打斷腿,英特爾才下定決心All in微處理器。

也在這一年,英特爾成功推出32位微處理器80386。

這一回,英特爾賭對了,80386製造工藝有了很大的進步,內含27.5萬個晶體管,時鐘頻率為12.5MHz,可尋址高達4GB內存,較上一代286翻了一翻,除具有實模式和保護模式外,還增加了一種叫虛擬86的工作方式,可以通過同時模擬多個8086處理器來提供多任務能力。

雖然當時英特爾面臨很多競爭對手,最強勁的有摩托羅拉,AMD也初涉微處理器,就連IBM自己,也在偷偷研發微處理器,但80386作為首顆32位處理器,性能毋庸置疑,更牛的是軟硬件兼容性,成為當時最強大的微處理器之一。

經此一役,英特爾起死回生,並逐步重建信心。而令英特爾走向輝煌的,還是IBM。

當時的IBM採用微軟的DOS操作系統,在不斷的碰撞中,微軟操作系統和英特爾的微處理器逐漸產生了化學反應,兩者加強了聯繫,並實現協同開發,目的就是讓PC的計算能力和運行速度更牛。到1980年代末,搭載微軟軟件和英特爾芯片的IBM已經傲視整個PC界,象徵微軟和英特爾深度合作的Wintel聯盟也成型。

比爾·蓋茨曾這樣回憶:“微軟和英特爾一起努力,開發更為快速的處理器。上世紀80年代以前,蘋果公司是個人電腦產業的霸主。IBM 上世紀80 年代開始採用英特爾的處理器和微軟的操作系統,因而取代蘋果成為個人電腦產業的老大,英特爾與微軟此時也成為電腦產業的巨人。”

但到1990年代初,眼看Wintel越發強大,競爭對手坐不住了,蘋果、摩托羅拉慫恿IBM倒戈,組建Power PC聯盟,蘋果做操作系統,摩托羅拉和IBM合作開發處理器,向電腦廠商提供軟硬件產品,意圖挑戰Wintel。

Wintel隨即展開強烈反攻,英特爾推出奔騰芯片系列,微軟則“珠聯璧合”地推出了Windows 95操作系統,兩者堪稱PC界劃時代產品,是那個時代最轟動的IT大事件。

1995年美國民眾搶購Windows95

最後,PowerPC聯盟無疾而終,而Wintel聯盟則更加牢不可破。實際上,Wintel已經步入壟斷狀態,只要選擇了微軟,就會選擇Intel,反之也一樣。絕大部分PC行業的利潤,都被他倆瓜分。

曾有電腦廠商無奈地説:“賣一台電腦能賺100元,其中英特爾拿去了70元,微軟拿去了40元。”柳傳志也説過:“我們生產一台電腦也就是一把大葱的利潤。”

Wintel之所以能夠形成這樣的局面,當中的脈絡也清晰可循。

一台電腦,最重要的兩個部件,一個是操作系統,負責各種計算指令,另一個是CPU,完成各種計算指令,猶如一支的司令、士兵(包含裝備),善於指揮的司令和驍勇善戰的士兵(加上精良的裝備),就能夠所向披靡。

Wintel就同時卡住了兩個最重要的部件,也就卡住了整個電腦,而隨着協同開發的不斷深入,不管是微軟的操作系統產品,還是英特爾的芯片,都越發強勁,即便有對手,也會被他們聯合絞殺。最終,Windows壟斷了PC操作系統,英特爾則收割了85%的CPU市場,也成壟斷之勢。

到2000年代初,兩家公司的市值都超過5000億美元,而當時的中國GDP也才12000億美元,微軟、英特爾分別登頂全球最大軟件公司、全球最大半導體公司。

這是屬於Wintel的高光時刻。

2 算計

斗轉星移,時間來到2007年,蘋果發佈了劃時代的產品--iphone,宣告智能手機時代的到來,英特爾霸佔了20年的芯片領域,也隱隱出現裂縫。

在PC時代大殺四方,但到了智能手機時代,英特爾好像跛腳了,總是跟不上,雖然他一直在努力,也拿下過蘋果這樣的大客户,但無奈各種嘗試,最終都沉沙折戟,只能宣佈徹底退出智能手機市場。

其實在架構上,早已埋下伏筆。英特爾基於電腦的X86架構,算力強大的同時,功耗也非常大,這在電腦上可能不算個事,因為電腦一般都連接電源,而且體型龐大,可以安裝強力的散熱設備。

但到了手機,體型很小,只靠一塊電池供電,功耗大意味着耗電高、散熱差,用户體驗很不好,還可能引起爆炸。從這個角度上講,英特爾必須轉而尋求低功耗的架構。

然而,對於芯片公司,大規模的更換基礎架構這種事,意味着從制度、人事、組織結構、研發體系、資金、客户等全方面的變革,不要説英特爾,換誰都會掉層皮,而且從高功耗轉向低功耗,燒錢無可避免,即使成功推出,也很可能使現有客户放棄購買X86產品,這無異於壯士斷腕,自己革自己的命。

所以利害權衡之下,英特爾選擇了棄車保帥。其實,即使英特爾不退出,他也不可能成為智能手機芯片霸主,因為有一個更會“算計”的公司--高通。

英特爾的高功耗問題,高通搞定了。

這中間,有一個“高手”助了高通一臂之力,他就是英國劍橋的芯片架構開發商-ARM,這家原本是Acorn計算機公司的芯片業務部門,後因為業務不佳被剝離,ARM領導人調整了商業模式,研發芯片基礎架構,並通過授權的方式賣給其他公司,由其他公司在基礎架構上做二次開發,最終生產和銷售芯片。

最重要的是,ARM將低功耗芯片基礎架構作為自己的研發方向,高通採用了ARM的基礎架構,並以此開發手機芯片,最終大獲成功,以至於後來的手機芯片開發商,蘋果、三星、聯發科、海思,均採用ARM架構,甚至連微軟,也禁不住誘惑,選擇適配ARM架構的芯片。到現在,全球95%的智能手機芯片,都是基於ARM架構開發的。

不過,僅僅依靠ARM架構,高通不至於到達今天的位置,因為ARM是開放授權,高通能用,競爭對手也能用,而高通真正的絕招,是通信制式專利。

2007年,手機基帶芯片還是德州儀器的天下,從Nokia到Moto,使用的基本都是德州儀器的OMAP移動處理器。高通也推出的競品—Snapdragon S1,意圖和德州儀器競爭,結果卻不盡人意。

但是,高通的優勢已經開始顯現,即Adreno GPU以及其通信制式的專利(CDMA)。

德州儀器在性能方面尤其是GPU是相對保守的,當OMAP3640的Power VR SGX530的FP32只有1.6GFlops時,高通Adreno205的FP32已經達到了8.5GFlops,在理論性能相同時,GPU的面積比其他SoC要小很多(比如835-10mm2,970-18mm2)。

這裏需要提一提英偉達,在性能方面,當時最強的並非Adreno,而是圖像處理先驅--英偉達的Tegra,最先推出雙核/四核處理器,最先採用40nm製程,最先採用1MB的L2 Cache,再有強大的GeForce GPU加持,但是為何還是被高通打敗呢?

問題出在通信制式上。

眾所周知,當時的移動通信制式,2G有歐洲的GSM和美國的CDMA,3G則是歐洲的WCDMA、美國的CDMA2000、中國的TD-SCDMA(懂通信的小夥伴建議直接忽略這個制式),任何手機只要使用這些網絡,都需要交相應的專利費。而不管是WCDMA還是TD-SCDMA,都和美國的CDMA/CDMA2000的密切關係,一如現在的半導體,不管你是不是美國公司,也不管是設計、製造、封測、原材料、裝備,都離不開美國技術。

而高通正是美國通信制式標準的制定者,擁有大量的專利。從2007年起,高通宣佈CDMA硬件和專利授權分開收費,並且禁止二次授權。這就意味着,每一部手機都得必須向高通繳納高額的專利費用。直到今天,高通的大部分盈利仍然來自於此。

在芯片領域,高通同樣實力強大。2011年,高通驍龍芯片就把基帶集成到Die裏,而OMAP使用的還是耗電量相對略大、佔用面積更大的外掛基帶;雖然英偉達收購了Icera,使得Tegra也是基帶集成到Die的方式,但是這家公司問題在於沒有CDMA相關技術,比如小米3TD使用的是Tegra 4,在中國電信的手機上用不了,因為中國電信的制式正是CDMA;雖然OMAP的SoC有CDMA,但是卻沒有HSPA+,網速相對其他的要慢上一截。

所以,其他家的基帶芯片,要麼速度差,要麼成本高。以至於在2011年,蘋果的基帶從英飛凌(被英特爾收購)轉投高通陣營,即使後來因為和高通鬧翻,最後也不得不和解。

甚至有人戲謔高通:交專利費送芯片,其他廠商難有還手之力。

2011年,PC浪潮轉換為智能手機浪潮,變換的不僅是設備,還有各自領域的關鍵部件,操作系統霸主從微軟變成了IOS和安卓,芯片霸主則從英特爾變成了高通,而商業模式的進化則更加絕妙。

英特爾的商業模式是靠賣芯片賺錢,高通也有芯片銷售收入,但他實現了通過專利授權模式收費。

高通授權費的來源主要是芯片廠、手機廠,芯片廠按固定授權費支付,通常為每個廠家50萬美元;手機廠則按每部手機售價5%支付授權費。

這種商業模式的精妙之處在於,授權費可以跟隨手機銷量而浮動,手機賣得越多,授權費就越多,從而將手機產業的整體利潤綁定在自己身上,可謂算計到家了。

都説三流企業做產品,二流企業做品牌,一流企業做標準,這句話用在高通身上,再合適不過,和英特爾收割PC一樣,高通也收割了相當大一部分智能手機的利潤,也讓無數的手機廠商的淨利潤率還比不上交給高通的授權費比例。

以至於後來華為也想學這一招,在5G標準制定上成為最大的黑馬,可惜受到美國的強力打壓,那是後話了。

3 分合

時間來到2021年,智能手機已近飽和,雖説不上落寞,但大概率和當年的PC一樣,會歸於平淡。

掐指一算,智能手機至今已經14個年頭,也到一個新產業接棒之時,問題來了,誰將接棒智能手機?哪家芯片公司又將崛起為新時代的霸主?

在回答這個問題之前,我們不妨先回到一個本質的問題,電腦、智能手機到底是什麼?

用戲劇化的語言概括,這些設備就是幫助人正兒八經懶惰的工具,有了電腦,你寫篇文章、畫個圖,就輕鬆很多,有了手機,你可以不用親自跑到商店買東西,也不用親自跑到銀行取錢、轉賬、匯款,貨物可以送到家給你,轉賬可以點點手指就完成,也是輕鬆很多。

所謂的智能,其實就是有個工具,想我之所想,幹我之所幹,苦活累活髒活都幫人做了,人就可以樂哉悠哉。

所以下一個浪潮是什麼?

最大的概率是全面智能化時代,人開的汽車、住的房子、用的傢俬家電、走過的馬路,都應該是智能的,人現在乾的很苦很累很髒的活,都應該有智能設備去替代。

這是人類的大時代。

其實,電腦和智能手機也可以歸入這個大時代,作為智能化的先驅。只是,全面智能化需要比電腦和手機更強大的算力,需要通過兩端去實現。

一端是雲計算,數據中心的強大算力,通過電信網絡觸達每一個智能設備,等於賦予了他們數據中心的算力;另一端是智能終端本身的算力也要提升。

所以在芯片領域,能夠同時在這兩端都提供足夠強大的AI芯片的公司,將成為“芯”的霸主。

很多科技巨頭的老闆已經看到這種趨勢,拼命搶佔先機。

傳統的芯片巨頭,英特爾主攻服務器市場,花數百億美元收購了一系列AI公司,包括以色列的Altera、Mobileye、Habana,意大利的Yogitech,俄羅斯的Itseez、美國的Movidius,目的很明顯,希望在AI時代重回巔峯。

高通也毫不掩飾進軍AI芯片的野心,驍龍865鞏固5G手機,Cloud AI 100系列則強攻數據中心、雲計算、自動駕駛。

英偉達的野心更是路人皆知,花400億從孫正義手中收購ARM,期望從基礎架構中掐住AI賽道,不僅彌補自己在智能手機時代的遺憾,更贏下未來。不過,這項收購估計很難通過各國尤其是英國和中國的反壟斷審批。

相比傳統巨頭的搶奪,另一種模式或許更值得我們關注。

那就是新興一體化公司的崛起,最著名的是特斯拉,自動駕駛操作系統、AI芯片、終端,全部一手包辦,沒有什麼關鍵部位受外界控制,加上馬斯克各種超前衞的AI項目,如人體植入芯片,如果模式成功,特斯拉有可能成為吞噬整條AI產業鏈價值的新物種。

電子業長達數十年的分工,可能在AI時代合上。

4 尾聲

電視劇《走向共和》裏,李鴻章説了一句話:“一代人只能做一代人的事。”

放在半導體行業,頗值得玩味。

半導體的前兩個時代,英特爾用“壟斷”展示了PC時代的面孔,他做了PC時代芯片人能做的事;高通用“算計”展示智能手機時代的面孔,他做了智能手機時代芯片人能做的事,兩者堪稱成功典範。

兩者也將所在時代的芯片生意玩到了極致,一個合縱連橫,結盟最重要的軟件供應商,關起門來瓜分“世界”;另一個則採取開放的模式,但是把“手”伸到無限遠,只有能觸及的地方,就能名正言順地“順手牽羊”。

什麼是賺錢的生意模式?

英特爾和高通就是,但這種生意模式對於產業鏈的其他方,可能意味殘酷,意味着被剝削。

在新的AI時代,是英特爾的東山再起,還是高通的再下一局,又或者英偉達的彎道超車,再或者特斯拉的揭竿而起,都未可知。

每個新時代,都會造就新英雄,會誕生新的物種、新的商業模式、新的偶像崇拜。

我們期待的是,新時代能夠給我們展現出全新的、激動人心的面孔。

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