
壟斷、算計、分合:半導體三個時代,三張面孔

期待新時代新面孔
1
壟斷
1985 年的一天,英特爾老闆格魯夫迷茫地望着窗外公園裏的摩天輪,向身後的 CEO 摩爾問:“如果我們被踢出董事會,他們找個新 CEO,你覺得他會怎麼做?”
摩爾答到:“放棄存儲器的生意。”
格羅夫眼前一亮:“那為什麼我們不自己做?”
從這一刻開始,英特爾徹底告別了曾經讓自己光芒萬丈的存儲器市場。
在此之前,英特爾幾乎就是存儲器的代名詞,但在日本公司低價策略的強力圍攻下,這家半導體巨頭業績全線下滑,最慘時居然一張訂單都沒拿到,走到瀕死邊緣。然而,公司的管理層不願接受輸給日本的結果,惰性、迷茫、失落,籠罩着整間公司。
改革勢在必行。
格羅夫大手一揮,關閉 7 家工廠,解僱 8000 名員工,造成超過 1.8 億美元的虧損。但同時,英特爾開始了另一場豪賭,花了 3 億多美元,研發微處理器。
“慫恿” 英特爾大舉進軍微處理領域的,是 IBM。自蘋果開啓個人電腦(PC)時代後,IBM 也進入到這個領域,並與 1981 年推出自己的處女作 IBM5150。

為提升計算能力,同時也出於商業競爭的需要,IBM 一直在尋找更好的 PC 微處理器(後稱為 CPU),作為當時美國最大的半導體公司,英特爾管理層經常被 IBM“教育”,PC 未來是如何星辰大海,微處理器生意是如何賺錢,英特爾應該專攻微處理器。
起初,英特爾存儲器生意做得風生水起,微處理器雖有生產,並應用在 IBM PC 上,但算不上特別重視。直到 1985 年,存儲器生意被日本人打斷腿,英特爾才下定決心 All in 微處理器。
也在這一年,英特爾成功推出 32 位微處理器 80386。

這一回,英特爾賭對了,80386 製造工藝有了很大的進步,內含 27.5 萬個晶體管,時鐘頻率為 12.5MHz,可尋址高達 4GB 內存,較上一代 286 翻了一翻,除具有實模式和保護模式外,還增加了一種叫虛擬 86 的工作方式,可以通過同時模擬多個 8086 處理器來提供多任務能力。
雖然當時英特爾面臨很多競爭對手,最強勁的有摩托羅拉,AMD 也初涉微處理器,就連 IBM 自己,也在偷偷研發微處理器,但 80386 作為首顆 32 位處理器,性能毋庸置疑,更牛的是軟硬件兼容性,成為當時最強大的微處理器之一。
經此一役,英特爾起死回生,並逐步重建信心。而令英特爾走向輝煌的,還是 IBM。
當時的 IBM 採用微軟的 DOS 操作系統,在不斷的碰撞中,微軟操作系統和英特爾的微處理器逐漸產生了化學反應,兩者加強了聯繫,並實現協同開發,目的就是讓 PC 的計算能力和運行速度更牛。到 1980 年代末,搭載微軟軟件和英特爾芯片的 IBM 已經傲視整個 PC 界,象徵微軟和英特爾深度合作的 Wintel 聯盟也成型。
比爾·蓋茨曾這樣回憶:“微軟和英特爾一起努力,開發更為快速的處理器。上世紀 80 年代以前,蘋果公司是個人電腦產業的霸主。IBM 上世紀 80 年代開始採用英特爾的處理器和微軟的操作系統,因而取代蘋果成為個人電腦產業的老大,英特爾與微軟此時也成為電腦產業的巨人。”
但到 1990 年代初,眼看 Wintel 越發強大,競爭對手坐不住了,蘋果、摩托羅拉慫恿 IBM 倒戈,組建 Power PC 聯盟,蘋果做操作系統,摩托羅拉和 IBM 合作開發處理器,向電腦廠商提供軟硬件產品,意圖挑戰 Wintel。
Wintel 隨即展開強烈反攻,英特爾推出奔騰芯片系列,微軟則 “珠聯璧合” 地推出了 Windows 95 操作系統,兩者堪稱 PC 界劃時代產品,是那個時代最轟動的 IT 大事件。


1995 年美國民眾搶購 Windows95
最後,PowerPC 聯盟無疾而終,而 Wintel 聯盟則更加牢不可破。實際上,Wintel 已經步入壟斷狀態,只要選擇了微軟,就會選擇 Intel,反之也一樣。絕大部分 PC 行業的利潤,都被他倆瓜分。
曾有電腦廠商無奈地説:“賣一台電腦能賺 100 元,其中英特爾拿去了 70 元,微軟拿去了 40 元。” 柳傳志也説過:“我們生產一台電腦也就是一把大葱的利潤。”
Wintel 之所以能夠形成這樣的局面,當中的脈絡也清晰可循。
一台電腦,最重要的兩個部件,一個是操作系統,負責各種計算指令,另一個是 CPU,完成各種計算指令,猶如一支的司令、士兵(包含裝備),善於指揮的司令和驍勇善戰的士兵(加上精良的裝備),就能夠所向披靡。
Wintel 就同時卡住了兩個最重要的部件,也就卡住了整個電腦,而隨着協同開發的不斷深入,不管是微軟的操作系統產品,還是英特爾的芯片,都越發強勁,即便有對手,也會被他們聯合絞殺。最終,Windows 壟斷了 PC 操作系統,英特爾則收割了 85% 的 CPU 市場,也成壟斷之勢。
到 2000 年代初,兩家公司的市值都超過 5000 億美元,而當時的中國 GDP 也才 12000 億美元,微軟、英特爾分別登頂全球最大軟件公司、全球最大半導體公司。
這是屬於 Wintel 的高光時刻。
2
算計
斗轉星移,時間來到 2007 年,蘋果發佈了劃時代的產品--iphone,宣告智能手機時代的到來,英特爾霸佔了 20 年的芯片領域,也隱隱出現裂縫。
在 PC 時代大殺四方,但到了智能手機時代,英特爾好像跛腳了,總是跟不上,雖然他一直在努力,也拿下過蘋果這樣的大客户,但無奈各種嘗試,最終都沉沙折戟,只能宣佈徹底退出智能手機市場。
其實在架構上,早已埋下伏筆。英特爾基於電腦的 X86 架構,算力強大的同時,功耗也非常大,這在電腦上可能不算個事,因為電腦一般都連接電源,而且體型龐大,可以安裝強力的散熱設備。
但到了手機,體型很小,只靠一塊電池供電,功耗大意味着耗電高、散熱差,用户體驗很不好,還可能引起爆炸。從這個角度上講,英特爾必須轉而尋求低功耗的架構。

然而,對於芯片公司,大規模的更換基礎架構這種事,意味着從制度、人事、組織結構、研發體系、資金、客户等全方面的變革,不要説英特爾,換誰都會掉層皮,而且從高功耗轉向低功耗,燒錢無可避免,即使成功推出,也很可能使現有客户放棄購買 X86 產品,這無異於壯士斷腕,自己革自己的命。
所以利害權衡之下,英特爾選擇了棄車保帥。其實,即使英特爾不退出,他也不可能成為智能手機芯片霸主,因為有一個更會 “算計” 的公司 -- 高通。
英特爾的高功耗問題,高通搞定了。
這中間,有一個 “高手” 助了高通一臂之力,他就是英國劍橋的芯片架構開發商-ARM,這家原本是 Acorn 計算機公司的芯片業務部門,後因為業務不佳被剝離,ARM 領導人調整了商業模式,研發芯片基礎架構,並通過授權的方式賣給其他公司,由其他公司在基礎架構上做二次開發,最終生產和銷售芯片。
最重要的是,ARM 將低功耗芯片基礎架構作為自己的研發方向,高通採用了 ARM 的基礎架構,並以此開發手機芯片,最終大獲成功,以至於後來的手機芯片開發商,蘋果、三星、聯發科、海思,均採用 ARM 架構,甚至連微軟,也禁不住誘惑,選擇適配 ARM 架構的芯片。到現在,全球 95% 的智能手機芯片,都是基於 ARM 架構開發的。
不過,僅僅依靠 ARM 架構,高通不至於到達今天的位置,因為 ARM 是開放授權,高通能用,競爭對手也能用,而高通真正的絕招,是通信制式專利。
2007 年,手機基帶芯片還是德州儀器的天下,從 Nokia 到 Moto,使用的基本都是德州儀器的 OMAP 移動處理器。高通也推出的競品—Snapdragon S1,意圖和德州儀器競爭,結果卻不盡人意。
但是,高通的優勢已經開始顯現,即 Adreno GPU 以及其通信制式的專利(CDMA)。
德州儀器在性能方面尤其是 GPU 是相對保守的,當 OMAP3640 的 Power VR SGX530 的 FP32 只有 1.6GFlops 時,高通 Adreno205 的 FP32 已經達到了 8.5GFlops,在理論性能相同時,GPU 的面積比其他 SoC 要小很多(比如 835-10mm2,970-18mm2)。
這裏需要提一提英偉達,在性能方面,當時最強的並非 Adreno,而是圖像處理先驅 -- 英偉達的 Tegra,最先推出雙核/四核處理器,最先採用 40nm 製程,最先採用 1MB 的 L2 Cache,再有強大的 GeForce GPU 加持,但是為何還是被高通打敗呢?
問題出在通信制式上。
眾所周知,當時的移動通信制式,2G 有歐洲的 GSM 和美國的 CDMA,3G 則是歐洲的 WCDMA、美國的 CDMA2000、中國的 TD-SCDMA(懂通信的小夥伴建議直接忽略這個制式),任何手機只要使用這些網絡,都需要交相應的專利費。而不管是 WCDMA 還是 TD-SCDMA,都和美國的 CDMA/CDMA2000 的密切關係,一如現在的半導體,不管你是不是美國公司,也不管是設計、製造、封測、原材料、裝備,都離不開美國技術。

而高通正是美國通信制式標準的制定者,擁有大量的專利。從 2007 年起,高通宣佈 CDMA 硬件和專利授權分開收費,並且禁止二次授權。這就意味着,每一部手機都得必須向高通繳納高額的專利費用。直到今天,高通的大部分盈利仍然來自於此。
在芯片領域,高通同樣實力強大。2011 年,高通驍龍芯片就把基帶集成到 Die 裏,而 OMAP 使用的還是耗電量相對略大、佔用面積更大的外掛基帶;雖然英偉達收購了 Icera,使得 Tegra 也是基帶集成到 Die 的方式,但是這家公司問題在於沒有 CDMA 相關技術,比如小米 3TD 使用的是 Tegra 4,在中國電信的手機上用不了,因為中國電信的制式正是 CDMA;雖然 OMAP 的 SoC 有 CDMA,但是卻沒有 HSPA+,網速相對其他的要慢上一截。
所以,其他家的基帶芯片,要麼速度差,要麼成本高。以至於在 2011 年,蘋果的基帶從英飛凌(被英特爾收購)轉投高通陣營,即使後來因為和高通鬧翻,最後也不得不和解。
甚至有人戲謔高通:交專利費送芯片,其他廠商難有還手之力。
2011 年,PC 浪潮轉換為智能手機浪潮,變換的不僅是設備,還有各自領域的關鍵部件,操作系統霸主從微軟變成了 IOS 和安卓,芯片霸主則從英特爾變成了高通,而商業模式的進化則更加絕妙。
英特爾的商業模式是靠賣芯片賺錢,高通也有芯片銷售收入,但他實現了通過專利授權模式收費。

高通授權費的來源主要是芯片廠、手機廠,芯片廠按固定授權費支付,通常為每個廠家 50 萬美元;手機廠則按每部手機售價 5% 支付授權費。
這種商業模式的精妙之處在於,授權費可以跟隨手機銷量而浮動,手機賣得越多,授權費就越多,從而將手機產業的整體利潤綁定在自己身上,可謂算計到家了。
都説三流企業做產品,二流企業做品牌,一流企業做標準,這句話用在高通身上,再合適不過,和英特爾收割 PC 一樣,高通也收割了相當大一部分智能手機的利潤,也讓無數的手機廠商的淨利潤率還比不上交給高通的授權費比例。
以至於後來華為也想學這一招,在 5G 標準制定上成為最大的黑馬,可惜受到美國的強力打壓,那是後話了。
3
分合
時間來到 2021 年,智能手機已近飽和,雖説不上落寞,但大概率和當年的 PC 一樣,會歸於平淡。
掐指一算,智能手機至今已經 14 個年頭,也到一個新產業接棒之時,問題來了,誰將接棒智能手機?哪家芯片公司又將崛起為新時代的霸主?
在回答這個問題之前,我們不妨先回到一個本質的問題,電腦、智能手機到底是什麼?
用戲劇化的語言概括,這些設備就是幫助人正兒八經懶惰的工具,有了電腦,你寫篇文章、畫個圖,就輕鬆很多,有了手機,你可以不用親自跑到商店買東西,也不用親自跑到銀行取錢、轉賬、匯款,貨物可以送到家給你,轉賬可以點點手指就完成,也是輕鬆很多。
所謂的智能,其實就是有個工具,想我之所想,幹我之所幹,苦活累活髒活都幫人做了,人就可以樂哉悠哉。
所以下一個浪潮是什麼?
最大的概率是全面智能化時代,人開的汽車、住的房子、用的傢俬家電、走過的馬路,都應該是智能的,人現在乾的很苦很累很髒的活,都應該有智能設備去替代。
這是人類的大時代。
其實,電腦和智能手機也可以歸入這個大時代,作為智能化的先驅。只是,全面智能化需要比電腦和手機更強大的算力,需要通過兩端去實現。
一端是雲計算,數據中心的強大算力,通過電信網絡觸達每一個智能設備,等於賦予了他們數據中心的算力;另一端是智能終端本身的算力也要提升。
所以在芯片領域,能夠同時在這兩端都提供足夠強大的 AI 芯片的公司,將成為 “芯” 的霸主。
很多科技巨頭的老闆已經看到這種趨勢,拼命搶佔先機。
傳統的芯片巨頭,英特爾主攻服務器市場,花數百億美元收購了一系列 AI 公司,包括以色列的 Altera、Mobileye、Habana,意大利的 Yogitech,俄羅斯的 Itseez、美國的 Movidius,目的很明顯,希望在 AI 時代重回巔峯。
高通也毫不掩飾進軍 AI 芯片的野心,驍龍 865 鞏固 5G 手機,Cloud AI 100 系列則強攻數據中心、雲計算、自動駕駛。

英偉達的野心更是路人皆知,花 400 億從孫正義手中收購 ARM,期望從基礎架構中掐住 AI 賽道,不僅彌補自己在智能手機時代的遺憾,更贏下未來。不過,這項收購估計很難通過各國尤其是英國和中國的反壟斷審批。
相比傳統巨頭的搶奪,另一種模式或許更值得我們關注。
那就是新興一體化公司的崛起,最著名的是特斯拉,自動駕駛操作系統、AI 芯片、終端,全部一手包辦,沒有什麼關鍵部位受外界控制,加上馬斯克各種超前衞的 AI 項目,如人體植入芯片,如果模式成功,特斯拉有可能成為吞噬整條 AI 產業鏈價值的新物種。

電子業長達數十年的分工,可能在 AI 時代合上。
4
尾聲
電視劇《走向共和》裏,李鴻章説了一句話:“一代人只能做一代人的事。”
放在半導體行業,頗值得玩味。
半導體的前兩個時代,英特爾用 “壟斷” 展示了 PC 時代的面孔,他做了 PC 時代芯片人能做的事;高通用 “算計” 展示智能手機時代的面孔,他做了智能手機時代芯片人能做的事,兩者堪稱成功典範。
兩者也將所在時代的芯片生意玩到了極致,一個合縱連橫,結盟最重要的軟件供應商,關起門來瓜分 “世界”;另一個則採取開放的模式,但是把 “手” 伸到無限遠,只有能觸及的地方,就能名正言順地 “順手牽羊”。
什麼是賺錢的生意模式?
英特爾和高通就是,但這種生意模式對於產業鏈的其他方,可能意味殘酷,意味着被剝削。
在新的 AI 時代,是英特爾的東山再起,還是高通的再下一局,又或者英偉達的彎道超車,再或者特斯拉的揭竿而起,都未可知。
每個新時代,都會造就新英雄,會誕生新的物種、新的商業模式、新的偶像崇拜。
我們期待的是,新時代能夠給我們展現出全新的、激動人心的面孔。
