當(dāng)年喬布斯曾告訴蘋果高管:不管智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)的內(nèi)部怎樣變化,消費(fèi)者只關(guān)心產(chǎn)品和體驗(yàn)。喬布斯稱之為“魔法”。
而“魔法”的呈現(xiàn),很大程度上依賴芯片。正因如此,蘋果才會(huì)自己開發(fā)處理器。第一代iPad推出時(shí),蘋果搭載了自有處理器,直到2020年蘋果處理器全線替代英特爾,將M1芯片裝入Mac,它的處理器大業(yè)才算真正完成。
對(duì)于大型科技公司來說,造芯似乎成了一種時(shí)尚。今天不造芯,都不好意思稱自己為科技企業(yè)。那么,企業(yè)造芯的邏輯是什么?近期芯片為什么會(huì)短缺?芯片產(chǎn)業(yè)面臨哪些挑戰(zhàn)?讓我們一探究竟。
大企業(yè)造芯
在過去幾年里,蘋果處理器性能突飛猛進(jìn),讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手緊張。緊接著蘋果又推出兩個(gè)版本的M1處理器,最近蘋果又將兩顆M1芯片裝入高價(jià)工作站,幫創(chuàng)作者編輯視頻。
除了蘋果,很多大型科技公司都在開發(fā)自有處理器,比如谷歌AI處理器(TPU)、亞馬遜AWSGraviton數(shù)據(jù)中心處理器,華為的一系列處理器等。行業(yè)正在悄悄發(fā)生變化,谷歌TPU已經(jīng)成為ASIC王者,特斯拉AI芯片可以讓無人駕駛更卓越。
芯片行業(yè)本來很復(fù)雜,但現(xiàn)在供應(yīng)鏈簡(jiǎn)單多了,企業(yè)進(jìn)入更容易。例如蘋果,它引入ARM架構(gòu),優(yōu)化之后交給臺(tái)積電生產(chǎn)。如果大企業(yè)能夠?qū)⑿酒c其它先進(jìn)技術(shù)整合,就能獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),削弱傳統(tǒng)芯片制造商的競(jìng)爭(zhēng)力。
整合的形式很多。例如,AWS芯片由Annapurna設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完后馬上就能生產(chǎn)。蘋果應(yīng)用在自有處理器上跑得更快,因?yàn)樾酒c軟件調(diào)校更好。
谷歌研究人員認(rèn)為,由于縮小芯片尺寸獲得的收益起來越小,如果想讓性能大幅提升,最好是讓硬件、軟件、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì),也就是一家企業(yè)垂直整合將所有事都做了。
再看Nvidia,它依靠GPU成為全球市值最高的芯片企業(yè),現(xiàn)在GPU不只應(yīng)用于視頻游戲,還可以處理機(jī)器學(xué)習(xí)算法。蘋果將最新的M1芯片與Nvidia頂級(jí)GPU對(duì)比,顯得相當(dāng)自信。AWS也曾宣稱它開發(fā)的第二代Trainium芯片比Nvidia芯片更好。
從企業(yè)角度看,大型科技企業(yè)正在開發(fā)自有處理器。從行業(yè)角度看,現(xiàn)在缺芯仍然嚴(yán)重。從國家角度看,芯片已經(jīng)成為大國競(jìng)爭(zhēng)的重要戰(zhàn)場(chǎng)。
缺芯仍在繼續(xù)
缺芯的后果是嚴(yán)重的,福特因?yàn)槿毙酒嚋p產(chǎn),蘋果2021年四季度因?yàn)槿毙緭p失60億美元營收,現(xiàn)在很多產(chǎn)品因?yàn)槿毙窘回浹舆t幾個(gè)月甚至幾年。
為什么會(huì)這樣呢?因?yàn)檫^去幾年芯片需求大大增加,但產(chǎn)能增長(zhǎng)卻很緩慢,短時(shí)間內(nèi)改變供需矛盾并不是很容易的事。
歐盟已經(jīng)通過立法,準(zhǔn)備提升芯片制造能力。美國也有相似的舉措,它似乎比歐盟還緊張還積極。
還有一點(diǎn)要注意,現(xiàn)在雖然缺少芯片,但Forrester在報(bào)告中指出,缺少的主要是“節(jié)點(diǎn)成熟”的芯片,也就是老芯片。汽車需要的就是老芯片,因?yàn)樗鼈兏煽?,價(jià)格更低。
目前全球80%的芯片都在亞洲生產(chǎn),建一座芯片廠可能要100億美元,耗時(shí)2年建成,還要花幾個(gè)月時(shí)間認(rèn)證。完了嗎?沒有,之后還要花3個(gè)月或者更多時(shí)間試產(chǎn)。所以想在短時(shí)間解決產(chǎn)能問題,絕非易事。
俄烏沖突影響
就在芯片缺貨之時(shí),俄烏沖突爆發(fā)。
俄羅斯與烏克蘭是氖氣和金屬鈀的主要出口國,生產(chǎn)芯片需要這兩種原材料。將激光打印到硅上需要氖氣,制造階段需要金屬鈀。
全球約有四分之一到一半的半導(dǎo)體級(jí)氖氣來自俄羅斯和烏克蘭,約三分之一的金屬鈀來自俄羅斯。
臺(tái)積電聲稱它們已經(jīng)有氖氣替代供應(yīng)商,供應(yīng)沒有問題。英飛凌(主要提供汽車芯片)則說生產(chǎn)不會(huì)受到影響,供應(yīng)商有替代選擇,公司已經(jīng)增加了受影響原材料和惰性氣體的庫存。
當(dāng)然這只是企業(yè)的說法,市場(chǎng)會(huì)驗(yàn)證對(duì)錯(cuò)的,風(fēng)險(xiǎn)仍然存在,企業(yè)不能大意。LinxConsulting分析師認(rèn)為,芯片廠在沖突爆發(fā)前的確庫存了大量氖氣,但這些庫存只能維持六個(gè)月;庫存用完之后氖的價(jià)格就會(huì)攀升,正如2014年克里米亞沖突爆發(fā)時(shí)一樣;到時(shí)現(xiàn)貨的價(jià)格會(huì)從25美分一升暴漲到5美元一升。
Bernstein分析師StacyRasgon認(rèn)為,即使氖的價(jià)格上漲10倍,對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成本影響也不會(huì)太大。照估計(jì),每年半導(dǎo)體級(jí)氖氣市場(chǎng)的規(guī)模約為1億美元,全球芯片市場(chǎng)的規(guī)模卻是5000億美元。
結(jié)語
不知不覺中世界也許已經(jīng)進(jìn)入了“大爭(zhēng)之世”,芯片成了競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。2021年中國芯片企業(yè)融資108億美元,比2020年增加40.7%,創(chuàng)下紀(jì)錄,這一年全球芯片企業(yè)融資總額為194億美元,中國占了一半多。決定芯片大戰(zhàn)勝負(fù)的甚至有可能不是尖端芯片,而是28納米甚至更老的成熟芯片。