撰文 / 錢亞光
編輯 / 塗彥平
設計 / 趙昊然
題圖 / 張 萌
在半導體行業,產品開發和市場成熟所耗費的時間往往非常長,相比之下,資產雄厚的大公司通過併購規模相對較小且具備技術實力的公司,要比自己從零開始更高效,風險也會更小。因此,在此領域併購頻發。
在今年數起大規模併購中,市值約為1000億美元的AMD要以300億美元的股票代價收購市值300多億美元的賽靈思(Xilinx)的傳聞,雖然不是涉及金額最大,但因成功的可能性較高而備受關注。
近年來,隨着汽車電氣化、智能化、網聯化的推進,半導體部件廣泛應用於汽車各子系統,汽車半導體成汽車電動化與智能化的直接受益者。
智能網聯和自動駕駛等技術的興起,智能汽車對於計算和數據處理能力需求急劇增加,給了英特爾、AMD、高通、英偉達等老牌芯片廠商進入汽車芯片市場的機會。
異構計算已經成行業趨勢
隨着智能車聯網系統、低階自動駕駛、基於5G的車路協同等人工智能的場景化落地,像CPU這樣的通用處理器已無法滿足多元化人工智能應用的需求,具有高並行、高密集計算能力的異構計算就成了人工智能時代的必然選擇。而異構部分變得比核心CPU更加重要,因為整體異構計算的性能主要看異構部分而不是CPU。
所謂異構計算,即使用不同類型指令集體系架構的計算單元組成系統的計算方式,常見的計算單元類別包括CPU、GPU、ASIC(Application Specific Integrated Circuit,專用集成電路)、FPGA(Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)等。
這裏的CPU是執行通用計算的核心硬件單元,其他則是異構計算單元。其中GPU也是通用計算工具,適合大量數據的並行計算;ASIC是針對專項任務的定製計算工具,能夠在特定功能上進行強化;FPGA則是可以通過刷新固件改變功能的半定製計算工具,將這些計算單元組合在一起,就能形成適應性廣泛、功能更強、效率更高的異構計算系統。
2020年,芯片領域的大額併購屢見不鮮。一方面,年初的疫情導致不少半導體企業面臨生存與發展危機,抱團取暖成為重要自救手段;另一方面,半導體行業對通信、汽車等眾多產業的影響越來越高,行業內部競爭也越來越激烈,使得巨頭們不得不通過併購進一步壯大自身實力。
芯片行業併購頻發,規模驚人
今年4月,專注於汽車行業的英飛凌集團(Infineon)以90億歐元吞併了美國競爭對手賽普拉斯(Cypress)。英飛凌的產品組合,幾乎覆蓋所有主要的汽車應用;而賽普拉斯的加入,進一步增強了其娛樂系統、人機交互、觸控屏幕和互聯方面的實力。
7月,美國模擬芯片巨頭亞諾德(ADI)以210億美元的價格成功收購其競爭對手美信公司(Maxim),亞德諾在自動駕駛芯片、智能駕艙等方面有獨到之處;而美信的技術,全面支持自動駕駛及駕駛輔助系統、車聯網系統所需的寬帶、複雜互連和數據完整性。
9月,英偉達宣佈將以400億美元的價格從軟銀手中收購芯片設計公司ARM。由於ARM架構的低能耗CPU被廣泛使用在移動通訊領域、消費電子產品以及汽車領域,作為GPU霸主英偉達,如果能在CPU上佔據優勢,無疑在未來的異構計算中掌握更的主動權,有更多勝算,但交易對眾多芯片廠商影響巨大,是否能成功,還未可知。
10月上旬,據外媒報道,AMD正與賽靈思進行談判,商討併購事宜。這筆交易的規模可能高達300億美元,從而創下AMD有史以來最大的一筆收購交易。
AMD是全球領先的微處理器製造商,其CPU、GPU、主板芯片組等產品覆蓋計算機、通信和消費電子等各個領域。賽靈思是全球規模最大的FPGA芯片製造商,其研發的FPGA芯片、軟件設計工具等產品也廣泛覆蓋人工智能、數據中心和自動駕駛等領域。
作為在CPU領域可與英特爾一爭高下的角色、在GPU領域英偉達最強勁的對手,AMD併購在FPGA領域的龍頭公司賽靈思,自然引起了業界的高度關注。其實,這一方面是AMD針對異構計算時代到來的應對動作,另一方面也是AMD和英特爾面對未來的又一次角逐。
AMD與英特爾的半世紀情仇
英特爾與AMD是電腦CPU的主要玩家,近年來它們的競爭越發激烈。AMD於1969年在硅谷創立,僅比英特爾成立晚一年,AMD創始人傑裏·桑德斯(Jerry Sanders)與英特爾創始人羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)、戈登·摩爾(Gordon Moore)都曾就職於仙童半導體。
英特爾受到投資者青睞,資金充裕,1971年推出第一塊微處理器4004,並逐漸發展成為世界上技術領先的半導體制造廠商。而此時的AMD由於缺乏資金,只能憑藉傑裏·桑德斯對半導體行業的瞭解,做半導體領域的貿易商,到1974年,AMD成為各類半導體產品的第二大供應商。此時英特爾和AMD是合作伙伴關係。
1970到1980年代,PC巨頭IBM公司對操作系統和CPU採取了外包策略,要求微處理器供應商英特爾將X86系列處理器授權給AMD生產。這樣,AMD作為第二供應商與英特爾一起向IBM供貨。
1987年,英特爾為了謀求自己微處理器獨家供應的地位,提前結束了Intel 80386系列芯片的技術授權,AMD將英特爾告上法庭,直到8年後,AMD才拿到386知識產權。
此後,AMD利用X86的知識產權大搞自主研發,其K系列微處理器對英特爾的奔騰處理器發起反擊。1999年,AMD搶先跨越CPU主頻1GHz的大關,2003年又推出兼容X86前期產品的64位速龍芯片。2004年,AMD在台式機市場上佔有了50%的份額,首次在市場份額上超過了英特爾。
2005年,英特爾推出“鐘擺(Tick-Tock)”策略,每隔兩年就會推出新的製程技術,然後隔年推出新的微構架,開啓“黃金十年”。而AMD由於2006年花54億美元收購了圖形芯片製造商ATI,債務大規模增長,加上芯片設計問題導致新產品發佈推遲,隨後營收和利潤螺旋式下降,跌入“失落十年”。
AMD CEO蘇姿豐(Lisa Su)
到2014年,以擅長為走下坡半導體公司找出路而聞名的蘇姿豐(Lisa Su)出任AMD的CEO,她曾在IBM、飛思卡爾和德州儀器擔任技術性職位,和英偉達公司創始人黃仁勳同為中國台灣台南人,而且是親戚(蘇姿豐外公和黃仁勳母親是兄妹)。
她上任後,拋棄了運營費用昂貴的晶圓廠,並將工作外包給台積電,將研發方向聚焦在高性能計算市場,重點市場包括數據中心、個人電腦、遊戲主機等,新處理器架構在筆記本電腦和台式機領域重新打開了局面,在許多性能基準上與英特爾匹敵甚至超越,一舉扭轉了AMD的頹勢。
2017年ADM推出了Zen架構處理器,公司股價也從2015年不到2美元/股逐步恢復到約50美元/股。現在,Zen系列處理器目前已經更新到第三代,在市場上與英特爾Gen系列處理器分庭抗禮。
2020年10月9日,AMD正式揭曉了搭配台積電7nm工藝全新的Zen 3 CPU架構,以及最新一代鋭龍5000系列桌面處理器,同時展示了計劃於2022年前推出的基於5nm工藝Zen 4架構CPU。
與此同時,由於7nm流程的產量問題,英特爾原定於2021年1月發佈的7nm製程CPU生產時間將推後約6個月。因此,英特爾在產品上已經遠遠落後於7nm架構Ryzen芯片已上市的AMD。
英特爾CEO羅伯特·斯旺 (Robert Swan)
英特爾CEO羅伯特·斯旺表示,正在考慮將把自家設計的芯片外包給台積電生產,這意味着英特爾放棄了五十年來的主要競爭優勢——集芯片設計、製造於一身。
此前蘋果宣佈結束近15年來對英特爾的依賴,轉而使用Arm架構自研CPU,這對英特爾無疑也是個壞消息。
AMD為何看上賽靈思
賽靈思於 1984 年發明了世界首款 FPGA,也是目前FPGA市場的No.1,2019年份額達52%,領先於英特爾的35%,年收入超過30億美元。賽靈思長期以來一直不斷地將其業務擴展至人工智能、數據中心、通訊和自動駕駛等領域,通過其FPGA處理器和軟件平台等產品,逐步構建起自己的FPGA生態。
其中,賽靈思在汽車領域的全球合作伙伴超過兩百家,涵蓋了全球所有主流的Tier 1、整車製造商以及各種初創型企業。截至目前,全球汽車系統中應用了超過1.9億片賽靈思車規級器件,其中有超過7500萬片專門用於量產型ADAS。
根據拓墣產業研究院今年9月發佈的2020年第二季度全球前10大IC設計公司營收排名中,AMD以19.32億美元的營收排名第五,同比增長26.2%;賽靈思則以7.27億美元營收位列第六,同比下滑14.5%。
賽靈思和AMD一直以來合作緊密,此前賽靈思為AMD EPYC(霄龍)數據中心處理器提供的一系列面向存儲系統的IP,可以幫助AMD構建低延時的高效數據通路,從而實現高效的FPGA存儲加速功能。
兩者還合作開發了用於數據中心的高性能推理系統,該系統包括8個由賽靈思提供的Alveo U250加速器卡,主要用於進行實時機器學習、視頻處理和數據分析,在GoogleLeNet卷積神經網絡上達到了每秒30000張圖像的推理吞吐量,打破了推理性能的世界紀錄。
從兩家公司的合作來看,AMD的服務器搭配賽靈思的加速器卡,能夠促進雙方釋放潛能。如果AMD成功收購賽靈思,產品的契合度可能會進一步提升。
在技術發展上,賽靈思除了保持FPGA方面的優勢,還從FPGA慢慢轉換到了基於FPGA+AI引擎的SoC結構,並花了超過10億美元和四年時間來開發自適應計算加速平台ACAP。ACAP是一個高度集成的多核異構計算平台,核心是新一代的 FPGA 架構,適用於加速廣泛的應用,其中包括視頻轉碼、數據庫、數據壓縮、搜索、AI推斷、基因組學、機器視覺、計算存儲及網絡加速等。
這種平台的目標針對半導體市場增長領域,包括數據中心、無線5G通信、航空和國防雷達、汽車駕駛員輔助(ADAS)和有線通信。這些技術可能也是AMD收購賽靈思的重要原因。
賽靈思CEO Victor Peng
兩家公司還有一個聯繫,賽靈思CEO Victor Peng在2008年加入賽靈思之前,是AMD圖形產品組(GPG)硅工程應用的公司副總裁,並且是AMD負責圖形、主機遊戲、CPU芯片組和消費者業務的中央硅工程團隊的負責人。
他曾表示,作為FPGA的領頭羊,賽靈思的競爭對手不再是Altera,而是英偉達和英特爾的處理器業務。
近幾年,在PC市場不斷萎縮且移動市場遲遲難以打開的背景下,英特爾通過收購,在產品上遍及了邊緣計算、數據中心,從CPU、FPGA到ASIC等各種異構計算業務支撐,希望能夠拓展PC以外的新業務。
比如2016年,英特爾花費167億美元收購FPGA市場的老二Altera;2017年,英特爾花費153億美元收購在ADAS和自動駕駛領先的以色列Mobileye,之前還收購了數家自動駕駛相關的初創公司;2018年,英特爾宣佈收購芯片製造商eASIC,將結構化的ASIC和FPGA進行互補;2019年,英特爾以20億美元重金收購生產可編程的深度學習加速器的Habana Labs。
這些舉動給AMD帶來了巨大的壓力,在PC上取得全面突破後,想要全面挑戰英特爾,勢必也要加強在異構計算方面的實力,儘快開拓邊緣計算、數據中心方面的新市場,因此,掌握異構計算一大計算單元類型FPGA的賽靈思成為AMD的理想收購對象。
賽靈思雖然佔據了50%以上的FPGA市場份額,但由於該細分市場規模過小,在過去十年中都沒有大量的收入增長,早在2011年創造了24億美元的營收,但直到2019年,營收才突破30億美元。
由於華為在2019年佔賽靈思營收的比例高達6%-8%,因此美國政府針對華為的技術出口禁令,讓賽靈思的業務受到了不小衝擊,2020財年第四季度營收7.56億美元,同比下滑8.7%,淨利潤下跌20%。而AMD恰好剛剛獲得了美國商務部的許可,能夠向華為供貨,如果這樁收購案成功落地,賽靈思也將有望恢復對華為的供貨。
如果這次收購賽靈思成功,AMD將會成為唯一一家整合了CPU、GPU、FPGA產品線的芯片開發商,邁出走向下一代異構計算的重要一步,還將有機會將產品觸角深入到人工智能、物聯網、航空、汽車、5G通信等以前基本沒有佈局的領域,增加與英特爾、英偉達等抗衡的資本,這將給整個半導體市場乃至用户帶來更多的益處。