上周三，也就是2020年7月8日，是個值得在歷史上留下一筆的日子。在這一天美股收盤之后，英偉達的股價收漲2.3%，來到404美元，這也使得英偉達市值飆升到2480億美元，從而超過英特爾的2460億美元，一躍成為美國第一大芯片公司。
圖片來自Refinitiv Datastream
在這幾周，納斯達克的芯片股紛紛上漲，除了英偉達之外，英特爾的很多競爭對手，比如AMD、Xilinx、臺積電、蘋果等公司，上周的股價都上漲了5%到10%。相比之下，英特爾甚至還下跌了近2%。
事實上，這樣的趨勢從2020年開年就開始了。在2020年，英偉達的股價上漲了68%，而英特爾則下降了3%。就在這一正一負(fù)、一漲一跌之間，美國第一大芯片公司就這樣被拱手讓出。
值得注意的是，這里說的是“美國”第一大芯片公司。上周我還發(fā)了一條微博，紀(jì)念這個芯片行業(yè)的歷史性時刻。
只不過我說錯了，英偉達并未成為“全球”第一大芯片公司。來自亞洲的臺積電和三星的市值早就超過了英特爾，而我還停留在英特爾仍然是全球芯片霸主的老黃歷里，沒有翻篇。所以，英偉達的這次超越，不僅讓自己成為了美國第一大芯片公司，也成為了全球第三大半導(dǎo)體企業(yè)。
10納米工藝：英特爾的阿喀琉斯之踵
說英偉達是AI時代的最大贏家，應(yīng)該沒有人會反對，資本大佬們對此更是舉雙手雙腳投票贊成。要知道在2015年6月，英偉達的股價只有19美元。而5年之后的今天，股價就已經(jīng)飆升到400美元以上，漲幅超過20倍。
在2018年，英偉達股價遭遇腰斬，我還寫過一篇文章《英偉達暴跌背后：那些分析師不會告訴你的事》分析其中的技術(shù)原因，但僅僅兩年之后，真香定律再次回歸，英偉達股價不但收復(fù)了失地，還比當(dāng)時番了兩番。更重要的是，這股發(fā)展勢頭還在延續(xù)，英偉達78倍的市盈率就說明了這一點。
相比之下，英特爾在這五年間的股價，只從29美元漲到59美元，甚至低于芯片行業(yè)的平均水平。
造成這一局面的，很重要的原因之一就是二者采用了不同的業(yè)務(wù)模式。英特爾一直采用的是名為IDM的模式，全名叫Integrated Device Manufacturer。在這個業(yè)務(wù)模式下，英特爾除了擁有龐大的芯片設(shè)計和銷售團隊之外，還在全球各地設(shè)立了很多芯片工廠，負(fù)責(zé)對芯片進行生產(chǎn)、封裝和測試，簡單來說就是可以實現(xiàn)對芯片的自產(chǎn)自銷。
目前，英特爾在全球10個地區(qū)有著15個芯片工廠，除了美國本土的工廠之外，還包括愛爾蘭、以色列，以及中國的大連、成都和上海，并由此構(gòu)建了復(fù)雜的全球供應(yīng)鏈體系。值得注意的是，英特爾全球11萬員工里的一半，從事的都是芯片生產(chǎn)相關(guān)的業(yè)務(wù)和服務(wù)。
和英特爾不同，英偉達采用的是名為Fabless的模式，也就是所謂的無晶圓廠模式。在上一期視頻里，我就詳細(xì)介紹了這個模式，沒看過的朋友可以去看一下，文末點擊閱讀全文，或在老石談芯公眾號內(nèi)回復(fù)“視頻”。這種業(yè)務(wù)模式只保留了芯片的設(shè)計、驗證、銷售和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，而將芯片制造外包給專門的芯片代工廠完成，比如臺積電、三星和中芯國際等等。
當(dāng)前，幾乎所有的芯片公司都采用無晶圓廠模式。這種模式的優(yōu)點和缺點同樣明顯。要知道，建設(shè)芯片工廠、維護工廠的正常運行、以及開發(fā)半導(dǎo)體工藝制程等工作，可以說是地球上最燒錢的生意。當(dāng)前，投資一個現(xiàn)代化的晶圓廠所需要的資金都在百億美金量級。
因此，采用無晶圓廠模式的好處顯而易見。芯片公司可以專注于自身的核心業(yè)務(wù)，并將有限的資源投入芯片本身的設(shè)計和研發(fā)。巨額的資金投入也勸退了很多原本擁有晶圓廠的芯片公司，比如，AMD就將自身的芯片工廠剝離出來，成立了格羅方德（Global Fundries）。更有甚者，IBM在2014年邀請格羅方德收購自己的芯片制造業(yè)務(wù)，并付給后者15億美元。
但是，無晶圓廠模式的最主要問題，就是半導(dǎo)體工藝技術(shù)和產(chǎn)能并不受自己的控制。由于大國之間的相互博弈，很多時候這些技術(shù)也會升級成政治斗爭的籌碼。這里最典型的例子，就是當(dāng)前美國對華為的制裁。在美國的禁令之下，臺積電不得不停止對華為海思的芯片代工，這也將直接影響華為的5G、基站、以及手機業(yè)務(wù)的發(fā)展。
在芯片代工領(lǐng)域，目前屬于絕對的僧多粥少。臺積電作為全球芯片公司的主要代工廠，肯定優(yōu)先服務(wù)蘋果、高通、華為、AMD等大客戶。即便如此，臺積電的芯片產(chǎn)能仍然供不應(yīng)求。因此即使華為海思受到美國限制，臺積電也可以迅速完成對華為的替代，保證生產(chǎn)線全速運轉(zhuǎn)。
在之前的文章中曾經(jīng)介紹過，英特爾之所以能在過去的若干年里一直占據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)的頭把交椅，最主要的是靠兩件獨門秘籍，其一是它的x86 CPU架構(gòu)，其二就是它的工藝制程。事實上，相比CPU架構(gòu)，工藝制程對芯片性能的提升有著更加決定性的影響。
在2019年的HotChips大會上，AMD的CEO蘇姿豐博士發(fā)表了主旨演講。她在演講里提到了一個非常有趣但深刻的內(nèi)容，在過去的10年間，芯片性能的提升有40%直接來自于半導(dǎo)體工藝的更新?lián)Q代，20%也與工藝直接相關(guān)，比如更大的晶圓面積等。與之相比，只有17%來自芯片的架構(gòu)升級。由此可見半導(dǎo)體工藝對整個芯片行業(yè)的重要性。
在10納米工藝之前，英特爾的芯片工藝一直比競爭對手有著絕對的優(yōu)勢。這也保證了英特爾的Tik-Tok戰(zhàn)略在過去的很多年間一直非常好用。
然而，來到10納米工藝節(jié)點時，英特爾似乎遭遇了重大挫折。早在2017年，英特爾就披露了10納米技術(shù)的工藝路線圖。在之前的文章里寫過，當(dāng)時英特爾的資深技術(shù)院士馬克波爾就發(fā)表了名為“工藝領(lǐng)導(dǎo)者 – Technology Leadership”的主旨演講。
馬克波爾在這場演講中提到，相比前幾代工藝發(fā)展的時間節(jié)點，10納米的研發(fā)時間會更長，但同時會帶來更高的性能提升，并且在整體上保持摩爾定律的延續(xù)。
英特爾10納米工藝路線圖，圖片來自英特爾
后來的故事我們都知道了，英特爾10納米工藝遇到阻礙已經(jīng)不是秘密。這也使得那些曾經(jīng)被遠遠甩在身后的競爭對手紛紛在10納米這個工藝節(jié)點完成超車。例如，臺積電不僅率先量產(chǎn)了10納米工藝，還逐步推進到7納米，并已經(jīng)開始5納米器件的量產(chǎn)。
對此，波爾承認(rèn)“我認(rèn)為，我們在10nm技術(shù)上有點‘沖動（overshot）’了”。他認(rèn)為，“也許我們應(yīng)該下調(diào)一些我們的目標(biāo)，這樣的過渡就會容易得多”。之后他便在2019年宣布從英特爾退休，結(jié)束了自己40年的職業(yè)生涯。
伴隨著臺積電在工藝制程領(lǐng)域一舉實現(xiàn)超車，很多依托臺積電進行代工的芯片公司也紛紛雄起，英偉達和AMD就是兩個很好的例子。
決戰(zhàn)數(shù)據(jù)中心
在這些年里，英特爾一直在尋求業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。這個轉(zhuǎn)型的最根本目標(biāo)，就是讓英特爾從一家以個人計算機和CPU為主的企業(yè)，轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)為中心、并圍繞其發(fā)展全棧式解決方案的公司。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，這幾年英特爾先后斥巨資收購了FPGA大廠Altera（167.5億美金），自動駕駛大廠Mobileye（153億美金），人工智能芯片初創(chuàng)公司Nervana和Habana Labs、機器視覺公司Movidus等眾多公司擴展其產(chǎn)品線。此外，英特爾旗下的風(fēng)投部門每年也都在各個領(lǐng)域投資數(shù)億美元，為今后的發(fā)展提早布局。
然而，這幾年英特爾錯失的最好收購標(biāo)的，就是來自以色列的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商Mellanox。這家公司曾一度被微軟、賽靈思和英特爾爭相競購，而最后卻花落英偉達。在之前的文章《Mellanox為何讓多家巨頭公司“趨之若鶩”》中曾經(jīng)介紹過，Mellanox的主要陣地就是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，并已經(jīng)成為當(dāng)前各大數(shù)據(jù)中心的主流網(wǎng)絡(luò)解決方案之一。在全球前十的大型公司中，有九家公司的數(shù)據(jù)中心都采用了Mellanox的方案。
Mellanox的產(chǎn)品系列，圖片來自Mellanox
收購Mellanox之后，英偉達的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)就如虎添翼，其營收甚至已經(jīng)超過英偉達的傳統(tǒng)優(yōu)勢項目 – 游戲業(yè)務(wù)。彭博社也指出，在被英特爾主導(dǎo)的數(shù)據(jù)中心市場上，英偉達是近年來唯一取得高速增長的公司。
可以看到，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為兩家公司對決的主戰(zhàn)場。可以說，戰(zhàn)斗才剛剛開始，兩家都已經(jīng)拿出了看家本領(lǐng)針鋒相對。一方面，英特爾牢牢占據(jù)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器CPU的控制地位，并不斷推進基于FPGA和AI ASIC的硬件加速單元，同時還在加緊研發(fā)自家的Xe GPU系列，以擴展系統(tǒng)的整體性能。另一方面，英偉達則在AI應(yīng)用領(lǐng)域占得先機，并在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域飛速發(fā)展。因此，這場戰(zhàn)斗鹿死誰手還需拭目以待。
大象跳舞：華麗轉(zhuǎn)身還是舉步維艱
雖然英偉達的市值超過英特爾，但從營收和凈利潤的角度來看，英偉達與英特爾相比還差一個量級。在2019年，英特爾全年營收超過719億美元，凈利潤210億美元，遠超英偉達的109億和27.96億。
然而，或許就是這樣巨大的體量，使得英特爾遭遇了“船大難掉頭”的尷尬。英偉達的78倍市盈率反映的并非是當(dāng)下的營收和利潤情況，而是反映了市場對它保持迅猛發(fā)展勢頭的預(yù)期和認(rèn)可。
在高科技行業(yè)，大象跳舞、并完成華麗轉(zhuǎn)身的例子其實并不少見。比如，IBM在上世紀(jì)90年代時曾陷入重重困境，虧損高達數(shù)百億美元。之后，IBM主動擁抱變化，逐步剝離制造業(yè)務(wù)，并轉(zhuǎn)型成為咨詢與服務(wù)提供商，重塑了當(dāng)年藍色巨人的輝煌。此外，微軟也曾在十年前陷入增長的停滯。但在新任CEO納德拉的領(lǐng)導(dǎo)下，微軟重點發(fā)展云服務(wù)，并果斷拋棄很多不相關(guān)的業(yè)務(wù)板塊。在短短兩三年間，微軟云服務(wù)的收入就飆升到200億美元，并逐漸發(fā)展成可以和亞馬遜AWS互扳手腕的全球第二大云服務(wù)提供商。
作為芯片領(lǐng)域當(dāng)之無愧的“巨象”，英特爾的這波轉(zhuǎn)型之路能否像IBM和微軟那樣順利，還有待時間的檢驗。
英特爾的2020上半年
2020必將是永載史冊的一年。在我看來，英特爾的2020上半年有兩個主要的消息值得細(xì)品。首先，蘋果終于正式宣布，在Mac產(chǎn)品線中將會逐步棄用英特爾CPU，并開始采用蘋果自研的Apple Silicon。這個消息并不意外，相關(guān)的傳言早就人盡皆知。以蘋果的體量和技術(shù)，自研CPU也是情理之中的事情。這對英特爾的影響更多的是在輿論和心理層面，由于篇幅限制，本文不再展開，會在之后的文章中進一步討論。
Apple Silicon愿景圖，圖片來自Apple
另外一個令人意外的消息，就是Jim Keller宣布從英特爾辭職。Jim Keller是業(yè)界公認(rèn)的領(lǐng)袖級人物，曾在多個公司領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計了多種基于x86和ARM的處理器架構(gòu)，包括AMD的K7、K8、K12和Zen，蘋果用于iPhone和iPad的A4、A5移動處理器，特斯拉的自動駕駛處理器等等。在之前的文章中也曾經(jīng)著重介紹過他對于摩爾定律、CPU設(shè)計等領(lǐng)域的思考與見解。
想君當(dāng)年，雄姿英發(fā)…圖片來自英特爾
Jim Keller加入英特爾僅僅兩年時間，他幫助英特爾設(shè)計了名為Tremont的10納米低功耗x86微架構(gòu)。然而，他的突然離職還是在業(yè)內(nèi)帶來了不小的震動，而他的下一步去向目前也依然未知。大戰(zhàn)之前先損大將，這對于英特爾來說絕對是巨大的損失，對員工的士氣也會造成不小的影響。
英特爾Tremond架構(gòu)，圖片來自英特爾
很多文章認(rèn)為，英特爾的2020上半年沒有高光、只有低谷，這其實未免也太悲觀了些。前不久，英特爾還發(fā)布了一系列全新產(chǎn)品，包括第三代Xeon可擴展處理器、Optane內(nèi)存、3D NAND SSD硬盤，以及老石最關(guān)注的針對AI進行優(yōu)化的Stratix10 NX FPGA。
英特爾Stratix10 NX FPGA，圖片來自英特爾
可以看到，英特爾還在堅定的執(zhí)行自己的戰(zhàn)略，這些新發(fā)布的產(chǎn)品就是很好的例證。有關(guān)英特爾2020年上半年的總結(jié)，以及這款FPGA的更多技術(shù)解讀，我也會在之后的文章里帶來詳細(xì)的梳理，敬請關(guān)注。