文|芯東西 高歌
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芯東西5月6日?qǐng)?bào)道,全球前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭營收正出現(xiàn)斷層,高通、博通、聯(lián)發(fā)科、英偉達(dá)四大芯片巨頭已經(jīng)連續(xù)十年進(jìn)入前五大芯片設(shè)計(jì)公司,AMD則在十年里7次名列TOP5。去年全年AMD的營收足足比第六名多了116億美元。
▲2018年-2021年以營收計(jì)算全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司排名(數(shù)據(jù)來源:TrendForce、IC Insights,注:TrendForce排名高通僅計(jì)算QCT部門營收、英偉達(dá)扣除OEM/IP營收、博通僅計(jì)算半導(dǎo)體部門營收,與公司財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)存在一定差異)
2021年,前五大芯片設(shè)計(jì)公司營收在336億美元-164億美元,TOP10中后五名營收在48-15億美元之間。排名第五的AMD營收需要第六-第九的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)營收相加才能抗衡。十年里,第六-第十名的變化不僅更大,且近三年來TOP10中前五大廠和后五大廠的營收差距越來越大。
2019年第五AMD的營收為第六賽靈思的一倍以上,相差35億美元;2021年仍為第五名的AMD營收,已是第六聯(lián)詠科技的兩倍以上,差距達(dá)到了116億美元。僅看2021年,前十大芯片設(shè)計(jì)公司合計(jì)營收達(dá)1274.05億美元,其中前五名占比超過85%。更重要的是,近兩年,原本排名第十的Dialog被日本半導(dǎo)體巨頭瑞薩吞并、第九的賽靈思將被AMD收購。
隨著巨頭收購繼續(xù)改變半導(dǎo)體格局,這種斷層正在逐步加大。今年2月,AMD已完成對(duì)第九大芯片設(shè)計(jì)公司、FPGA龍頭賽靈思的收購,2022年雙方營收將進(jìn)行合并。屆時(shí),AMD一家公司的營收極有可能將高于TOP10中后五大芯片設(shè)計(jì)公司的總和。
01.十年間,全球Top10芯片設(shè)計(jì)巨頭換了人間
根據(jù)IC Insights排名,2012年,全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司分別為高通、博通、AMD、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科、美滿電子(Marvell)、艾薩華(LSI)、賽靈思(于2022年被AMD收購)、Altera(于2015年被英特爾收購)和安華高(AVAGO)。
當(dāng)時(shí)第五名聯(lián)發(fā)科與第六名美滿電子的營收分別為33億美元和31億美元,僅相差2億美元。2021年,第五名AMD和第六名聯(lián)詠科技的營收差距已拉開到116億美元,第六名聯(lián)詠科技+第七名美滿電子+第八名瑞昱+第九名賽靈思的年?duì)I收之和,僅為165億美元,較AMD多1億美元。
▲2012-2021年第五大芯片設(shè)計(jì)公司和第六大芯片設(shè)計(jì)公司營收差距
今年2月,由于各國監(jiān)管部門均已批準(zhǔn)AMD收購賽靈思,AMD已宣布完成收購,其營收將再次暴漲,AMD+賽靈思的營收已高于后四大芯片設(shè)計(jì)公司的總和。十年間,不斷有新的芯片設(shè)計(jì)公司出現(xiàn)在榜單中,華為海思、展訊(后被紫光集團(tuán)收購,與銳迪科合并為紫光展銳)、聯(lián)詠科技、Dialog等都是其中的典型企業(yè)。
不過這些新出現(xiàn)的企業(yè)大多排名較低,高通、博通、聯(lián)發(fā)科、英偉達(dá)四大巨頭則從未掉出過前五名,早早確立了自己的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。AMD則一直在第三名到第六名之間徘徊,自2019年以來連續(xù)進(jìn)入TOP5。五大芯片巨頭中,高通為智能手機(jī)SoC與射頻前端龍頭,也擁有大量的通信專利。2021年,高通營收335.66億美元,主要的收入增長(zhǎng)包括智能手機(jī)產(chǎn)品、射頻產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,蟬聯(lián)全球第一大芯片設(shè)計(jì)公司。
英偉達(dá)是全球GPU市場(chǎng)的絕對(duì)龍頭,其2022財(cái)年?duì)I收達(dá)269.1億美元,為全球第二大芯片設(shè)計(jì)公司。博通是美國老牌半導(dǎo)體巨頭,在機(jī)頂盒SoC、有線網(wǎng)絡(luò)芯片、射頻前端、Wi-Fi芯片等各類半導(dǎo)體產(chǎn)品和相應(yīng)軟件服務(wù)領(lǐng)域占有較高的市場(chǎng)份額。2021年,博通營收274.5億美元,排名第三。聯(lián)發(fā)科是高通的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,在智能手機(jī)SoC、TWS耳機(jī)芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片等領(lǐng)域均有布局。
2021年,聯(lián)發(fā)科營收為新臺(tái)幣4934.15億元(約合人民幣1127.95元),是智能手機(jī)SoC出貨量第一大廠。不過雖然如今的前五大芯片設(shè)計(jì)公司早在十年前就已經(jīng)是行業(yè)龍頭,但第五名和第六名的營收斷層卻是近三年才出現(xiàn)的。
02.背靠關(guān)鍵市場(chǎng)半導(dǎo)體并購加劇斷層出現(xiàn)
從2019年開始,前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭和Top10中后五大廠商營收開始逐漸拉開差距。這不僅是因?yàn)榍拔宕笮酒O(shè)計(jì)巨頭較早地在市場(chǎng)上取得了優(yōu)勢(shì),更是因?yàn)槠渌幱谥悄苁謾C(jī)、數(shù)據(jù)中心、5G、PC等快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)公司Statista的數(shù)據(jù),從2020年到2030年,智能手機(jī)都是全球半導(dǎo)體市場(chǎng)中最大的細(xì)分領(lǐng)域,2020年智能手機(jī)半導(dǎo)體市場(chǎng)達(dá)1160億美元,到2030年這一數(shù)字可能將變?yōu)?100億美元。
排在智能手機(jī)之后的則是PC、服務(wù)\數(shù)據(jù)中心和存儲(chǔ)市場(chǎng)(Servers,data centers,and storage),2020年兩類半導(dǎo)體的銷售額分別為1000億美元和760億美元,這也恰好是高通、英偉達(dá)、博通、聯(lián)發(fā)科和AMD五大芯片設(shè)計(jì)公司的業(yè)務(wù)范圍。
▲以市場(chǎng)劃分的全球半導(dǎo)體銷售額(圖片來源:Statista)
2018年-2021年,有3家排名前十的芯片設(shè)計(jì)公司掉隊(duì),但這些公司掉出榜單卻并非因?yàn)槭袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)或者被其他芯片設(shè)計(jì)廠商快速增長(zhǎng)的營收所擠下榜。事實(shí)是,華為海思、Dialog和賽靈思分別因?yàn)楸幻绹撇没虮黄渌袠I(yè)龍頭收購等因素不再出現(xiàn)在榜單中。2018年,華為被美國政府列入實(shí)體清單,具備設(shè)計(jì)14nm智能手機(jī)SoC的華為海思卻難以獲得臺(tái)積電等晶圓廠的產(chǎn)能。麒麟9000成為華為5G手機(jī)SoC的絕唱,華為手機(jī)之后只能采用4G SoC。
2020、2021兩年,前十大芯片設(shè)計(jì)公司中的美國FPGA龍頭賽靈思和英國老牌模擬芯片廠Dialog先后被發(fā)起收購,如今兩項(xiàng)收購均已完成。2020年10月,AMD對(duì)賽靈思發(fā)起收購,收購金額達(dá)350億美元。2022年2月,國家監(jiān)管總局有條件地批準(zhǔn)AMD收購賽靈思。之后,AMD宣布正式完成對(duì)賽靈思的收購。
▲AMD宣布完成收購賽靈思
2021年2月,日本汽車芯片巨頭瑞薩電子宣布以60億美元收購Dialog。2021年8月,瑞薩電子宣布完成對(duì)Dialog的收購。并于同年10月1日起Dialog的原高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Vivek Bhan接任瑞薩電子的高級(jí)副總裁兼汽車解決方案業(yè)務(wù)部副總經(jīng)理。2021年,Dialog已經(jīng)不在全球前十大芯片設(shè)計(jì)公司之列,取而代之的是中國臺(tái)灣顯示驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)公司奇景光電。
2022年,AMD實(shí)現(xiàn)和賽靈思的合并后,其營收規(guī)?;?qū)⑦M(jìn)一步提升,再次拉開全球前五大芯片設(shè)計(jì)公司和第六名至第十名之間的差距,前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭的斷層將再次加大。
03.前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭打造傳奇故事
除了市場(chǎng)和并購因素,前五大芯片設(shè)計(jì)巨頭也都是從重重競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,并有著自己的傳奇故事。1、高通:從通信起家,擊敗德儀成為手機(jī)SoC王者前五大廠中,高通最早是一家無線通信技術(shù)公司,成立于1985年。1989年和1993年,高通分別推出分多路復(fù)用技術(shù)(TDMA)和分多路復(fù)用技術(shù)(CDMA),打造了2G和3G時(shí)代的通信標(biāo)準(zhǔn)。
2000年,高通將手機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備業(yè)務(wù)出售,專注于通信技術(shù)與手機(jī)SoC的研發(fā)。由于其通信領(lǐng)域的積累和專利墻,2007年高通超越德州儀器成為全球第一大無線芯片供應(yīng)商。2021年,高通繼續(xù)穩(wěn)坐全球第一大芯片設(shè)計(jì)公司,其非授權(quán)業(yè)務(wù)收入達(dá)270億美元,主要的收入增長(zhǎng)包括智能手機(jī)產(chǎn)品、射頻產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。
根據(jù)2021年財(cái)報(bào),由于蘋果和其他OEM廠商對(duì)5G產(chǎn)品需求增加,高通智能手機(jī)產(chǎn)品增長(zhǎng)了63.69億美元,其中36億美元是因?yàn)楦咄ǖ腟oC出貨量增長(zhǎng)。此外,高通的射頻產(chǎn)品營收增長(zhǎng)了17.96億美元、汽車產(chǎn)品增長(zhǎng)了3.31億美元,IoT產(chǎn)品增長(zhǎng)了20.30億美元。
▲高通2021年各業(yè)務(wù)營收(數(shù)據(jù)來源:高通2021年財(cái)報(bào))
2、英偉達(dá):押注人工智能,成為AI計(jì)算龍頭英偉達(dá)創(chuàng)建于1993年,其初衷是研發(fā)PC電腦中的圖像渲染芯片。1995年英偉達(dá)推出了首個(gè)產(chǎn)品NV1,但是銷量不佳。1997年后,通過NV3、TNT和TNT2等后續(xù)產(chǎn)品,英偉達(dá)擊敗了在圖像渲染芯片領(lǐng)域最初的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手3DFX,確立了自己的市場(chǎng)地位。隨著游戲和視頻需求不斷提升,1999年英偉達(dá)推出了第一款GPU(圖形處理器),該產(chǎn)品廣受好評(píng)。
2004年,英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛發(fā)現(xiàn)GPU在并行計(jì)算上的效率遠(yuǎn)超CPU。于是,英偉達(dá)開始研發(fā)CUDA編程工具,為GPU成為通用處理器打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2012年,在多倫多大學(xué)的Geoffrey Hinton提交了名為AlexNet的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,在ImageNet計(jì)算機(jī)視覺挑戰(zhàn)賽上獲得第一,該算法即采用了英偉達(dá)GTX 580 GPU進(jìn)行訓(xùn)練。其錯(cuò)誤率僅為16%,第二名的錯(cuò)誤率則超過56%。
由于GPU在人工智能算法和并行計(jì)算上的優(yōu)勢(shì),GPU逐漸成為了人工智能計(jì)算和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的通用芯片。早早布局人工智能的英偉達(dá)更成為了人工智能時(shí)代的大贏家。英偉達(dá)2022財(cái)年?duì)I收達(dá)269.1億美元,同比增長(zhǎng)61%,其中最主要的原因是英偉達(dá)的游戲、數(shù)據(jù)中心和專業(yè)可視化業(yè)務(wù)。在2022財(cái)年,英偉達(dá)的游戲業(yè)務(wù)同比增長(zhǎng)61%,達(dá)124.6億美元;其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)58%,達(dá)106.1億美元;專業(yè)可視化業(yè)務(wù)營收增長(zhǎng)100%,達(dá)到21.1億美元;汽車和機(jī)器人業(yè)務(wù)則增長(zhǎng)6%,達(dá)5.66億美元。
這些英偉達(dá)的業(yè)務(wù)中,游戲業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心、專業(yè)可視化三個(gè)最主要的收入均創(chuàng)下新的營收記錄,幫助英偉達(dá)超越博通成為第二大芯片設(shè)計(jì)公司。
▲英偉達(dá)2022財(cái)年年各業(yè)務(wù)營收(數(shù)據(jù)來源:英偉達(dá)2021財(cái)年財(cái)報(bào))
3、博通:安華高以小吞大成“新”博通博通成立于1991年,是通信領(lǐng)域的行業(yè)龍頭。2000年,博通展開了瘋狂收購,在通信領(lǐng)域進(jìn)行了五筆以上的收購,總金額超過60億歐元。之后,博通在多媒體和存儲(chǔ)業(yè)務(wù)上都完成過并購交易,包括14億歐元收購Silicon Spic、28億歐元收購NetLogic Microsystems等。不過“收購狂人”博通也有被收購的一天。
在以66億美元收購美國芯片供應(yīng)商LSI后,安華高在2015年以370億美元收購了博通,完成了半導(dǎo)體行業(yè)著名的以小吞大。此后,新的博通繼續(xù)保持著自己在通信、多媒體等領(lǐng)域的龍頭地位。2017年11月,博通還向高通發(fā)起收購要約,提議以1050億美元的金額收購高通的全部流通股,之后還將收購報(bào)價(jià)提升到了1210億美元。
不過2018年3月,美國監(jiān)管部門以國家安全問題為由,否決了博通收購高通的計(jì)劃,這次驚天收購最后以失敗告終。2021年,博通營收274.5億美元,其主要產(chǎn)品有機(jī)頂盒SoC、有線網(wǎng)絡(luò)芯片、射頻前端模塊、Wi-Fi芯片等各類半導(dǎo)體產(chǎn)品和軟件服務(wù)。
▲博通產(chǎn)品及終端市場(chǎng)(圖片來源:博通2021年第四季度財(cái)報(bào))
4、聯(lián)發(fā)科:由DVD芯片開始,已成智能手機(jī)SoC出貨量第一聯(lián)發(fā)科由中國臺(tái)灣的蔡明介創(chuàng)建,他是中國臺(tái)灣最早引進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)的人,綽號(hào)“臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)教父”。1997年,聯(lián)發(fā)科創(chuàng)建于中國臺(tái)灣新竹科學(xué)園區(qū)。聯(lián)發(fā)科最早依靠光盤存儲(chǔ)技術(shù)和DVD芯片起家,將原本價(jià)格高昂的視頻和數(shù)字解碼兩顆芯片集成在一起,并提供軟件方案,極大地降低了DVD的價(jià)格。2001年,聯(lián)發(fā)科占據(jù)了DVD芯片市場(chǎng)的60%,并同年于臺(tái)交所上市。
2003年,聯(lián)發(fā)科進(jìn)軍手機(jī)芯片行業(yè),同樣通過高度集成,能夠低成本地提供手機(jī)芯片以及軟件方案,其方案被很多山寨手機(jī)所采用,行業(yè)人稱“山寨機(jī)之父”。智能手機(jī)時(shí)代,聯(lián)發(fā)科通過高性價(jià)比策略,被華為、中興等國產(chǎn)手機(jī)品牌所選用,打入中低端智能手機(jī)市場(chǎng),成為了高通的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
2021年,聯(lián)發(fā)科營收為新臺(tái)幣4934.15億元(約合人民幣1127.95億元),增長(zhǎng)53.2%,連續(xù)兩年創(chuàng)歷史新高,凈利為新臺(tái)幣2316.05億元(約合人民幣529.45億元),同比增長(zhǎng)63.6%。據(jù)聯(lián)發(fā)科CEO蔡力行,其產(chǎn)品已應(yīng)用于20億臺(tái)電子設(shè)備,所有業(yè)務(wù)都實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)。在智能手機(jī)業(yè)務(wù)上,聯(lián)發(fā)科的主要收入增長(zhǎng)來自于5G智能手機(jī)銷量的增長(zhǎng),并預(yù)計(jì)2022年其在中國之外的5G出貨量將翻一番。
根據(jù)市場(chǎng)咨詢公司Counterpoint的數(shù)據(jù),2021年聯(lián)發(fā)科出貨量占安卓智能手機(jī)SoC的46%,高通則為35%。其中聯(lián)發(fā)科大部分的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)來自手機(jī)價(jià)格低于299美元的中低端市場(chǎng),高通則在399美元以上的中高端機(jī)型中的SoC和射頻前端中占據(jù)主導(dǎo)地位。
▲2021年按價(jià)格區(qū)分的安卓手機(jī)AP/SoC芯片組份額(圖片來源:Counterpoint)
5、AMD:與英特爾糾葛五十年,蘇媽帶領(lǐng)重?zé)ㄉ鷻C(jī)AMD成立于1969年,其創(chuàng)始人Jerry Sanders和英特爾創(chuàng)始人同樣來自仙童半導(dǎo)體,只不過是銷售高管,并非技術(shù)大佬。用Sanders自己的話來說:“英特爾5分鐘就拉來500萬美元風(fēng)投,而AMD卻花了500萬分鐘才拉來5萬美元?!庇捎谟兄轮?,英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)為AMD進(jìn)行了融資,并授權(quán)AMD銷售英特爾處理器。
于是AMD作為“第二供應(yīng)商”主攻性價(jià)比,與英特爾分別攻占高端和低端市場(chǎng)。1981年,英特爾開創(chuàng)性的16位8086處理器獲得IBM訂單。據(jù)悉由于產(chǎn)能有限,IBM要求英特爾授權(quán)AMD共同生產(chǎn)。不過兩家合作的時(shí)間并不久,英特爾和AMD在授權(quán)上產(chǎn)生了巨大的分歧。雙方在1987年-1994年進(jìn)行了一場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的訴訟。最終AMD勝訴,獲得了x86授權(quán)。
盡管AMD勝訴,但1993年英特爾推出了性能大漲的586(奔騰),將AMD甩在了后面。之后,AMD開始推出自研處理器,開始和英特爾進(jìn)行技術(shù)層面上的對(duì)抗。這期間,AMD和英特爾的產(chǎn)品互有勝負(fù),成為了一對(duì)“死敵”。2005年3月英特爾IDF開發(fā)者大會(huì)上,AMD甚至資助飛行表演隊(duì)在其上空拉出了AMD“Turion 64”的字樣。
2006年,AMD以54億美元收購當(dāng)時(shí)的GPU老二ATI,橫跨CPU和GPU兩大市場(chǎng)。然而兩年不到,AMD將ATI移動(dòng)業(yè)務(wù)部Imageon的產(chǎn)品線以6500萬美元賣給了高通,錯(cuò)失了移動(dòng)市場(chǎng),逐漸落入下風(fēng),最落魄時(shí)甚至考慮賣掉公司總部大樓。2014年,蘇姿豐接任AMD CEO,通過打造更好的產(chǎn)品、加強(qiáng)客戶合作并簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)流程等措施,專注于游戲、數(shù)據(jù)中心和嵌入式設(shè)備等市場(chǎng),重新煥發(fā)了生機(jī)。
2020年10月,AMD對(duì)美國FPGA龍頭賽靈思發(fā)起收購,交易金額達(dá)350億美元。2022年2月,在各國監(jiān)管部門同意后,AMD宣布正式完成對(duì)賽靈思的收購。2021年,AMD營收為164億美元,增長(zhǎng)68%,主要得益于計(jì)算和圖形(Computing and Graphics)以及企業(yè)、嵌入式和半定制(Enterprise,Embedded and Semi-Custom)兩個(gè)部門收入的增長(zhǎng)。其計(jì)算與圖形部門收入93.32億美元,增速達(dá)45%;嵌入式和半定制部分收入71.02億美元,增長(zhǎng)113%。
▲2021年AMD各業(yè)務(wù)營收占比(圖片來源:2021年AMD財(cái)報(bào))
04.結(jié)語:摩爾定律推動(dòng)寡頭壟斷芯片設(shè)計(jì)行業(yè)新節(jié)點(diǎn)將至?
近兩年來,由于新冠肺炎疫情影響,智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、PC等領(lǐng)域的芯片需求快速增長(zhǎng),高通、英偉達(dá)、博通、聯(lián)發(fā)科、AMD等芯片設(shè)計(jì)巨頭的營收也呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。為了保證自身技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,這些芯片設(shè)計(jì)巨頭都在開辟新的產(chǎn)品線:高通開始加強(qiáng)汽車、AR/VR業(yè)務(wù);英偉達(dá)推GPU+CPU+DPU的數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略,還要收購Arm;AMD收購賽靈思加強(qiáng)FPGA等。
對(duì)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)來說,一方面,5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)正快速發(fā)展,芯片的性能、功耗要求持續(xù)提高。但另一方面,當(dāng)前摩爾定律面臨瓶頸,先進(jìn)制程的芯片設(shè)計(jì)費(fèi)用不斷提升。因此,只有足夠大的芯片市場(chǎng)才能容納先進(jìn)制程芯片,只有行業(yè)龍頭才有動(dòng)力、有能力進(jìn)行產(chǎn)品迭代,促使了寡頭壟斷市場(chǎng)與芯片設(shè)計(jì)公司斷層現(xiàn)象的出現(xiàn)。
未來,隨著各國保障自身半導(dǎo)體供應(yīng)意識(shí)的加強(qiáng),其對(duì)半導(dǎo)體巨頭并購將更加警覺。后摩爾時(shí)代與后疫情時(shí)代,已呈現(xiàn)寡頭競(jìng)爭(zhēng)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)或?qū)⑦M(jìn)入新的節(jié)點(diǎn)。