我对半导体行业现状的一些看法
2019-03-26 10:31

我对半导体行业现状的一些看法

本文来自微信公众号半:导体行业观察(ID:icbank),翻译自“mynavi”。头图来自:视觉中国


编者按


标题的“我”指代原文作者,作为一个半导体行业的多年从业者,作者在这片文章里,从他的角度出发,对半导体行业的现状和一些趋势进行了分析,并对产业的未来发展给了一些他的建议,希望能够给大家提供帮助。


以下为文章正文:


前几天,我跟一位朋友喝了一杯,他之前在AMD工作,现在就职于某家闪存公司,我们很自然地就聊到了当今半导体的市场情况,如今的半导体市场的确是很严峻。DRAM(Dynamic Random Access Memory,即动态随机存取存储器)行情下跌,闪存也由于过度依赖智能手机市场而导致市场形势严峻。这位朋友边喝酒、边无奈地说:“由于5G时代的到来,这种情况可能会烟消云散,到时候再怎么增加产能也无法满足客户需求,客户又该生气了!”


在回家的路上,看到了“IHS调查--2018年第4季度半导体企业排名,Intel重归首位”这一新闻,虽然半导体行业的相关人员比起排名更关注销售额的多少,不过现在哪个行业都讲究排行榜。


据IHS调查,长时间以来“全球最大的半导体企业”这一头衔一直都属于Intel,不过自2017年第3季度以后这一头衔就被Samsung摘走了。随后正好1年以后,第一名的宝座又被Intel夺回了。从排行榜上来看,两家公司的销售额均为排名第3的SK Hynix的2倍左右,其遥遥领先的“寡头地位”并没有改变(但是,别的半导体品牌排行中并未包括TSMC)。有趣的是Samsung电子87%的销售额是存储半导体,Intel的存储半导体的比例仅为6%。那就意味着Intel主宰CPU、Samsung主宰存储这一局势还是没有变化。


存储和CPU有紧密关系


不言而喻,存储半导体和CPU有着紧密互补关系,虽然技术的方向性完全不一样,在计算机的历史长河里,这两个完全不同的技术领域的车轮互相创新的同时,都取得了快速的发展。


只要以运算和存储为基本构架的冯·诺依曼结构继续存在于当代计算机中, “高速CPU大量消耗存储”这一模式还会继续下去。如今,虽然存储和CPU的业界人士有着迥异的心态(Mentality),但是在过去的半导体业界,这些都相当混乱。


如今Intel的主要产品是CPU,但曾几何时,他们的销售额主力是DRAM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory,可擦除可编程只读存储器),这些产品后来被日本厂商赶上并超越之后,Intel摇身一变成为了CPU的主要厂商。


Intel创始人之一的戈登·摩尔(Gordon Moore)发表的 “摩尔定律”指出:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍”,这一定律即便在现在也是半导体业界的不成文的定律,对CPU、存储都适用。


其实笔者曾经就职的AMD当初也销售了很多DRAM、EPROM、SRAM(Static Random-Access Memory,静态随机存取存储器)等存储相关的产品,同Intel一样,这部分业务在日本企业的强势攻击之下节节败退,这也同样迫使AMD不得不将核心业务集中在CPU和闪存这两根支柱上。与Intel一样,AMD当时聚焦的闪存并不是今天作为存储设备而普及的NAND型,而是传输速度更快的NOR型(非易失闪存技术)


当初,作为取代EPROM的“如梦境一样的不易失性存储”,在闪存业界里缔造了AMD、Intel的NOR型闪存和东芝、三星的NAND型存储对峙的局面,最终NAND型作为主存储设备而占据了上风。虽然在灵活运用高速访问的存储程序的非易失闪存技术方面,NOR型被广泛采用,但是,其市场规模比NAND型小得多。


但回想当年,AMD和富士通曽合资打造了一个NOR型闪存大型工厂FASL(Fujitsu AMD Semiconductor Ltd.)(后来的飞索)。 在工厂开幕式上,时任AMD CEO的杰里·桑德斯(Jerry Sanders)说道,“接下来我们将建设世界上最大的存储半导体工厂,2年后这个工厂将生产出不计其数的闪存半导体,希望两家公司可以不尽余力地全部销售出去”,当时AMD的营业高层Steve Zduriencik回应的一声“No Problem”响彻整个会场,那一幕至今我还记得,就像发生在昨天一样。


无论是Intel或者AMD的存储,还是飞索的结局表明,半导体行业还是高风险、高回报(High Risk、High Return)的非常特殊的Capacity Business。


Fabless的CPU和无法做到Fabless的存储半导体


从文章开头的排行榜中来看CPU和内存的关系,似乎可以说是TOP2的Samsung和Intel两家公司的天下,可这并不能代表半导体这一巨大市场的整体形势。关于当今的半导体市场正在发生着以下这些变化,是我迄今为止都没有经历过的。


*在比电脑市场更大的智能手机市场方面,CPU几乎全数成为了Qualcomm这样的Fabless企业、Apple这样的智能手机终端企业的囊中之物,此处还有“吞噬”着全球50%Fabless产能的TSMC。


*尤其像GAFA(Google、Apple、Facebook、Amazon)这样的大型终端企业一旦在自己集团内从事半导体元件生产,实际出货的CPU数量和终端产品的出货数量是基本相同的。这一倾向不仅限于CPU,其他的ASIC(Application Specific Integrated Circuit)元件方面也很明显。最近看到一则新闻称,Facebook收购了Interconnect的IP公司Sonics,预计今后类似这样的收购还会越来越多。


*今后,虽说预计CPU、ASIC将不断地向Fabless转移,但是存储半导体则由本集团的运营大型Fab的、垂直统筹的IDM(Integrated Device Manufacturing)企业来负责,这是商业模式(Business Model)上的决定性的差异。


*随着半导体业务上的精细加工进一步发展,在汇集尖端技术的同时,大型设备的产业化也在不断发展。半导体品牌企业也在不断被淘汰。这样一来,岂止是HRHR(High Risk High Return,高风险、高收益),甚至有可能变成HRNR(High Risk No Return,高风险、无收益),所以掌管经营之舵的CEO就不得不时常做出大胆而又细心的判断了。


以前AMD的CEO桑德斯曾豪言说“半导体业界的真男人要有自己的晶圆厂”,他应该完全没有想到时过20年业界发展的如此之快。


回到CPU和存储的关系,我们可以看到,存储半导体和CPU在进行创新改革的同时,保持互补的关系,成为了半导体、电子、IT行业的牵引力。


作为一流的半导体二强厂家英特尔和三星分别以CPU和存储器为代表,今后应该也会为了保持当前的TOP地位,继续进行研发、设备投资。


行业重组以后,各领域的主要企业(Key Player)的情况都不是很乐观,而且这些企业可能面临着巨额投资带来的风险。


投资风险的增大导致了无法做到Fabless的存储半导体企业和快速发展Fabless的CPU(或者像ASIC这样的Logic Device)企业之间的商务模式(Business Model)差异。带动这一差异的就是当今掌握全球一半Foundry需求的TSMC。


引起半导体行业这一系列变化的独立企业是以GAFA(Google谷歌, Apple苹果, Facebook脸书,Amazon亚马逊)为代表的大型IT平台(Platform),而且他们的影响力在进一步扩大。这些大型IT企业分别形成了自己独特的经济圈,其对半导体产业的影响也在逐步扩大。


从独占到寡占,英特尔微妙的立场


现在x86系列的CPU市场由几家企业垄断着(寡占),所谓“寡占”说的是同一个市场里有2~3家供应商的情况,如果是一家供应商的话,就是“独占”。曾经的英特尔是CPU市场的霸主企业,为了打破其霸主地位,曾经有将近10家公司来挑战英特尔,结果只有AMD活下来了,所以英特尔和AMD两家公司的竞争一直持续到今天,可以说,两家公司的技术竞争使支撑电脑、服务器这些电子设备的CPU的性能实现了飞跃性的提高。


但是,关于CPU的市场,如果把另一个应用设备――智能手机的市场考虑进去并进行扩大的话,将会是一个更大的市场,此处竞争智能手机市场主导权的主要有Qualcomm及其他企业,并形成了以Qualcomm为首的群雄割据的状态。英特尔在智能手机市场上基本没有什么存在感。但是,智能手机这一巨大市场的主要因素(Key Component)不仅仅是CPU,随着5G时代的到来,高速Modem(调制解调器)将和CPU一样重要,在这一领域拥有多年技术积累的Qualcomm在技术上略高一筹。


反过来看看服务器市场,对数据中心CPU来说,其标准是当今的x86,而Amazon的AWS(Amazon Web Services,亚马逊公司旗下的云计算服务平台)在快马加鞭地进军数据中心(Data Center)市场。在Amazon运营的数据中心应该不会永远使用x86作为主力CPU的。Amazon在股价市值(Market Capitalization)方面是美国最大的企业,同时也是全球最大的运营数据中心企业。Amazon应该在考虑在自家公司的数据中心上使用自主研发的CPU,他们早前的发布的Arm服务器芯片就是一个尝试。


最近,有报道说,Facebook收购了高速互联技术集团的Sonics公司,不久前, NVIDIA以69亿美金(约人民币470亿元)的高价收购了拥有高速互联技术的Mellanox公司,NVIDIA通过控制HPC的接口(Interface),虎视眈眈地力求提高在这一市场上的存在感。


在当今大型Logic半导体企业里,只有英特尔采取了垂直统筹型的商业模式(Business Model),即最尖端工艺技术开发、对Fab的设备投资、统筹尖端结构(Architecture)的CPU和ASIC设备的开发,这些全部在集团内部进行。列举这些事例只是为了说明,英特尔的立场变得相当微妙。


对半导体产业来说,重要的战略是要分散风险


与其他行业相比,半导体产业之所以有不同的特质是因为两方面的因素,其一,半导体行业的设备需要巨额的投资;其二,需要果断地、迅速地研发、创新。虽然半导体行业比较大,但是永远都有发展空间,而且史无前例可以参考。各家半导体企业通过分散这种史无前例的经济风险,来进行风险对冲(Risk Hedge)。但是,也未必会一直都顺利。


Qualcomm曾一时想通过开发用于Arm Core服务器的芯片来破坏英特尔的“大本营”,不过最终以失败告终。失败的原因既有技术方面的问题,也有资金问题。


技术方面,Qualcomm设定了灵活运用Arm Core特有的节能特点、同时发挥其高性能的优势的目标,不过实际却比计划的难得多,以失败告终。


另外,在资金方面,正好赶上中美贸易摩擦,NXP收购受挫,从而不得不向NXP支付违约金,因而无法继续进行大规模的服务器项目。


从这个意义上来说,拥有半导体Foundry这一巨大市场50%以上份额的TSMC是顺利回避风险的“代表”,其资金不是集中于尖端工艺技术的开发、也不是集中于Fab的设备增加,而且致力于把英特尔以外的有名的半导体Fabless 企业当作自己的客户。


即使某些尖端构架(Architecture)的CPU和ASIC的方向性不被实际市场接受,在市场上的其他有竞争力的优秀构架(Architecture)仍旧可以被客户购买,以此来达到有效的风险对冲。


很多大型客户集中于TSMC,并与其实现“吴越同舟”。TSMC的这种商务模式(Business Model)是其最大特点。对品牌半导体企业来说,知识产权是最重要的资产,一般认为无法在同一个工厂里生产竞争对手的产品,但半导体行业的传奇人物张忠谋(Morris Chang)则设计了Foundry这一商业模式,可谓是商业的先锋(Business Pioneer)


挑战比3nm更精细的加工技术的物理极限、再扩大对研发和设备的投资将是今后整体业界的挑战。


*点击此处阅读原文。


本文来自微信公众号半:导体行业观察(ID:icbank),翻译自“mynavi”

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