從美國芯片業(yè)的競爭發(fā)展看市場新機(jī)

隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的升級，人們對芯片的關(guān)注與日俱增。小小的芯片到底承載了哪些故事？讓我們一起走近美國兩大芯片巨頭的恩恩怨怨。

硅谷里的八個叛逆奇才

提到芯片就不得不說“晶體管之父”威廉·肖克利，1940年，他和同事在貝爾實(shí)驗室共同發(fā)明了晶體管。不過肖克利的心中有一個富翁夢，之后不久他便回到老家圣克拉拉谷（即后來的硅谷）創(chuàng)辦了自己的公司。

接著，他開始在美國全國范圍內(nèi)招聘頂尖的工程師。被肖克利“晶體管之父”的光環(huán)所吸引，美國電子研究領(lǐng)域精英們的應(yīng)聘信紛紛涌來。到1956年，他從中聘用了八位優(yōu)秀人才，這八個人分別是羅伯特·諾依斯（Robert Noyce）、戈登·摩爾（Gordon Moore）、朱利亞斯·布蘭克（Julius Blank）、尤金·克萊爾（Eugene Kleiner）、金·赫爾尼（Jean Hoemi）、杰·拉斯特（Jay Last）、謝爾頓·羅伯茨（Sheldon Roberts）和維克多·格里尼克（Victor Grinich）。這是從未有過的偉大天才的組合，所有的人都在30歲以下，正處于才能噴涌的頂峰。大伙都是慕名而來的，摩拳擦掌要干一番大事業(yè)。肖克利由此開始正式運(yùn)營自己的公司。

而其改變世界的美夢很快就破滅了，因為人們發(fā)現(xiàn)肖克利雖然是一個天才的發(fā)明家，但對企業(yè)管理卻一竅不通，公司的八位主要成員紛紛離開了肖克利的公司。為此肖克利大發(fā)雷霆，稱這八人為“八叛逆”。

離開肖克利半導(dǎo)體實(shí)驗室后的第二天，這八人就得到紐約一家攝影器材公司130萬美元的資金支持創(chuàng)辦了仙童半導(dǎo)體公司，開始制造一種雙擴(kuò)散基型晶體管，以便用硅來取代傳統(tǒng)的鍺材料，這是他們在肖克利實(shí)驗室尚未完成卻又不受肖克利重視的項目。這也就是硅谷的“硅”字的由來。仙童公司的輝煌及半導(dǎo)體的產(chǎn)生

“仙童”這個已快被人們淡忘的名字，對現(xiàn)在的IT界卻有著舉足輕重的影響。1958年1月，藍(lán)色巨人IBM公司給了他們第一張訂單，訂購100個硅晶體管，用于該公司電腦的存儲器。到1958年底，該公司便一舉成為硅谷成長最快的公司。

仙童半導(dǎo)體公司在諾依斯的精心運(yùn)籌下業(yè)務(wù)迅速地發(fā)展了起來，同時，天才科學(xué)家赫爾尼是眾“仙童”中的佼佼者，他像變魔術(shù)一般把硅表面的氧化層擠壓到了最大限度。仙童公司制造晶體管的方法也與眾不同，他們首先把具有半導(dǎo)體性質(zhì)的雜質(zhì)擴(kuò)散到高純度硅片上，然而在掩模上繪好晶體管結(jié)構(gòu)，用照相制版的方法加以縮小，將結(jié)構(gòu)顯影在硅片表面氧化層，再用光刻法去掉不需要的部分。擴(kuò)散、掩模、照相、光刻……整個過程稱為平面處理技術(shù)，它標(biāo)志著硅晶體管批量生產(chǎn)的一大飛躍。

1960年，仙童半導(dǎo)體公司取得更進(jìn)一步的發(fā)展與成功。1965年，仙童半導(dǎo)體公司創(chuàng)始人之一也是英特爾公司的創(chuàng)始人戈登·摩爾博士，以三頁紙的短小篇幅發(fā)表了一個奇特的定律。摩爾天才地預(yù)言說：“集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔18個月就會翻一番；微處理器的性能每隔18個月會提高一倍，而價格則將下降二分之一；用一美元就能買到的電腦性能，每隔18個月會翻兩番?！焙髞砑呻娐返陌l(fā)展過程證明了這一預(yù)言，并在較長時期里保持了它的有效性，被人譽(yù)為“摩爾定律”，成為了IT產(chǎn)業(yè)的“第一定律”。

20世紀(jì)60年代的仙童半導(dǎo)體公司進(jìn)入了它的黃金時期，仙童公司也開始孕育著危機(jī)。母公司總經(jīng)理不斷把利潤轉(zhuǎn)移到東海岸，以支持費(fèi)爾柴爾德攝影器材公司的業(yè)務(wù)。在目睹了母公司的不公平之后，“八叛逆”中的赫爾尼、羅伯茨和克萊爾首先負(fù)氣出走，此后大批人才精英又紛紛出走自行創(chuàng)業(yè)。蘋果前CEO喬布斯曾比喻說：“仙童半導(dǎo)體公司就象個成熟了的蒲公英，你一吹它，這種具有創(chuàng)業(yè)精神的種子就隨風(fēng)四處飄揚(yáng)了?！?/p>

英特爾公司與AMD的創(chuàng)立

1968年，“八叛逆”中的最后兩位諾依斯、摩爾帶著格魯夫脫離仙童公司自立門戶創(chuàng)辦了英特爾公司。其創(chuàng)業(yè)初期推出了世界上第一塊個人微型處理器——4004，并成為IT行業(yè)的基石。

1969年，沒有技術(shù)基礎(chǔ)的桑德斯成立了AMD公司。在回憶起這段往事時，他詼諧地說道：“諾伊斯總是說英特爾公司只花五分鐘就籌集了500萬美元，而我花500萬分鐘只籌集了5萬美元。在AMD成立初期，桑德斯的定位非常明確，售賣低價產(chǎn)品努力成為第二供應(yīng)商，不需要技術(shù)領(lǐng)先，只需要模仿能力和制造工藝。顯然，這與AMD當(dāng)時的自身條件是匹配的，AMD在當(dāng)時的行業(yè)中充當(dāng)?shù)氖前雽?dǎo)體產(chǎn)品的第二供應(yīng)商角色，而英特爾公司則以技術(shù)發(fā)展為導(dǎo)向，是典型的技術(shù)領(lǐng)先與創(chuàng)新者。

AMD竟與英特爾公司有過合作

1971年，英特爾公司的進(jìn)步從產(chǎn)品的研發(fā)上不難看出來。英特爾公司研發(fā)了世界上第一款商用4004微處理器和采用4004的BusicomUnicorn計算器，而真正意義上的個人計算機(jī)平臺則是英特爾公司在1978年推出的X86處理器8086。

1982年，IBM公司決定生產(chǎn)一個劃時代的產(chǎn)品，但當(dāng)時的8086處理（X86鼻祖）產(chǎn)能不足，于是IBM對英特爾公司說，除非英特爾公司允許第二家制造商AMD兩家攜手生產(chǎn)8086，以保證IBM有可靠的供應(yīng)，英特爾公司迫于無奈開始與AMD合作。所以，AMD在當(dāng)時只是一個由英特爾公司提供設(shè)計圖紙生產(chǎn)兼容處理器的公司，而它推出的處理器也都打上了英特爾公司的LOGO。

英特爾公司為了拿下IBM的訂單，兩家首次進(jìn)行合作。在IBM公司的要求下，AMD獲得英特爾公司授權(quán)，成為了其8086、8088芯片的第二供應(yīng)商。這次的契機(jī)可以說對于之后兩家的發(fā)展有著很大幫助，對于AMD更是有著不小影響，同時也是之后AMD與英特爾公司分庭抗禮的重要支持。

AMD重視技術(shù)創(chuàng)新，縮小差距

AMD的制造水平和生產(chǎn)能力都不錯，提供給市場的產(chǎn)品又比英特爾公司便宜，包括美國軍方的許多客戶都選擇了AMD的產(chǎn)品。到1978年，公司的銷售業(yè)績達(dá)到了一個重要里程碑年度銷售額1億美元。1979年，AMD公司的股票進(jìn)入紐約證券交易所交易。在成為優(yōu)秀第二供應(yīng)商的同時，AMD也非常重視加強(qiáng)自己的研發(fā)力量，于1980年成立了技術(shù)開發(fā)中心。

在英特爾公司開發(fā)出了16位處理器8086后，卻遲遲不給AMD第二供應(yīng)商的正式授權(quán)。1987年，英特爾公司與AMD因合同問題終止了合作，因合同的原因AMD和英特爾公司對簿公堂。AMID痛定思痛，從AM386開始，AMD就堅定地走上了一條自主開發(fā)處理器的發(fā)展之路，加強(qiáng)自己的研發(fā)實(shí)力成為了當(dāng)務(wù)之急。1990年，AMD從IBM公司請來威廉姆·希格萊（William Siegle）擔(dān)任公司的首席技術(shù)官，負(fù)責(zé)公司的新產(chǎn)品開發(fā)。在研究上也經(jīng)歷了不少挫折，但是威廉姆·希格萊果然不負(fù)眾望，帶領(lǐng)公司的研發(fā)團(tuán)隊成功開發(fā)出了AM486處理器。

直到1996年，桑德斯把NextGen公司和AMD公司的研發(fā)隊伍合二為一，給出的任務(wù)非常明確：盡快研制出新的K6處理器。在并購了NexGen公司一年之后，AMD終于在1997年4月推出了與Pentium11分庭抗禮的新一代處理器——AMD K6。該處理器集成了880萬個晶體管，采用最先進(jìn)的0.35微米、五層金屬硅片的工藝生產(chǎn)。K6具備與Pentium相同的CPU針腳——Socket 7，這一點(diǎn)顯然是吸取了K5處理器的教訓(xùn)。除了兼容傳統(tǒng)的X86指令外，還加入了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的高效能多媒體指令MMX，L1Cache達(dá)到64kB，外頻為66MHz。K6還有一項創(chuàng)新的設(shè)計：可同時發(fā)出六條指令的RISC86 Sr-perScalar架構(gòu)，具有七個平行的執(zhí)行單元、高性能的分支預(yù)測技術(shù)。國際數(shù)據(jù)公司的半導(dǎo)體分析專家凱利·亨利說：“這是AMD公司有史以來發(fā)布的最好、最及時、最具戰(zhàn)略性的產(chǎn)品?！盇MDK6發(fā)布以后，憑借著良好的性能、便宜的價格和廣泛的兼容性，市場份額逐步擴(kuò)大，AMD終于嘗到了辛勤耕耘的碩果。

而20世紀(jì)90年代末期，英特爾公司投入數(shù)億美元資金進(jìn)行了64位處理器的研發(fā)，該處理器放棄了原有的X86體系，如果一旦為市場接受，包括AMD在內(nèi)的很多處理器廠商將受到致命打擊?；蛟S是英特爾公司過分高估了自己在產(chǎn)業(yè)鏈中的霸主地位，而忽視了與互補(bǔ)廠商（如微軟）潛在利益沖突的協(xié)調(diào)，安騰處理器采取了后向不兼容的策略，最終導(dǎo)致這個名叫安騰（Itanium）的產(chǎn)品在2001年推出后，由于缺乏配套應(yīng)用而失敗。

以此為契機(jī)，AMD于2003年4月高調(diào)推出了業(yè)內(nèi)第一個兼容x86前期產(chǎn)品的64位芯片——供服務(wù)器使用的皓龍微處理器，六個月后，又推出了用于臺式和移動計算機(jī)的兼容前期產(chǎn)品的64位微處理器Athlon64。在長達(dá)30多年的競爭史上，AMD首次打破了技術(shù)跟隨與模仿者的形象，用64位處理器證明了自己的技術(shù)實(shí)力！在深信巴頓“進(jìn)攻就是最好防守”哲學(xué)的AMD新任總裁魯伊茨（Hector.Ruiz）的帶領(lǐng)下，一場全面反擊戰(zhàn)打響了！

在產(chǎn)品開發(fā)上，AMD增大研發(fā)投入，并以此帶動了新產(chǎn)品推出的速度。2005年AMD的研發(fā)投入超過了2000年公司的利潤。繼64位處理器之后，2005年又推出了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的基于雙核技術(shù)處理器，盡管其是是在英特爾公司之后，但其技術(shù)水平卻略勝一籌，仍為AMD帶來了市場聲譽(yù)與份額。但后來英特爾公司以酷睿CUP研究中心Yonah所采用的智能高速緩存技術(shù)是明顯優(yōu)于AMD的二級緩存技術(shù)的。

在合作伙伴的拓展上，AMD不僅通過良好的服務(wù)、快速的市場反應(yīng)以及靈活的市場推廣策略，把聯(lián)想、惠普以及戴爾等一大批英特爾公司曾經(jīng)的“忠實(shí)”O(jiān)EM伙伴吸引到旗下，開辟了渠道網(wǎng)絡(luò)，而且通過收購AVI實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，增強(qiáng)了互補(bǔ)產(chǎn)品的控制能力。

在企業(yè)形象的宣傳推廣上，AMD更是不遺余力。無論是對產(chǎn)品宣傳還是公司公共關(guān)系的處理方面都顯得積極、有策略，2005年高調(diào)起訴英特爾公司的壟斷行為，將自己塑造成為深受壟斷勢力之苦的行業(yè)創(chuàng)新者，以期贏得社會的認(rèn)同與支持。

英特爾公司鐘擺理論成功壓制AMD

2007年英特爾公司正式提出了鐘擺計劃——在奇數(shù)年，英特爾將會推出新的工藝；而在偶數(shù)年，英特爾則會推出新的架構(gòu)。簡單來說，就是奇數(shù)工藝年和偶數(shù)架構(gòu)年的概念。英特爾的鐘擺策略能夠體現(xiàn)英特爾技術(shù)變化的方向。當(dāng)有英特爾鐘擺往左擺的時候，這個策略會更新工藝；往右擺的時候，這個策略會更新處理器微架構(gòu)。舉個例子，2005年是奇數(shù)年，英特爾更新從90納米走向65納米；2006年是偶數(shù)年，用英特爾推出酷睿架構(gòu)，2007年走向45納米。值得注意的是，首先它不會在一年內(nèi)將兩項技術(shù)同時展現(xiàn)，每一年都可以在上個技術(shù)基礎(chǔ)上再提升一個規(guī)模。鐘擺策略發(fā)展趨勢一般是今年架構(gòu)、明年工藝，是讓大家循序漸進(jìn)，而且實(shí)行鐘擺策略也是為了著整個行業(yè)能按照這個鐘擺形成一種共同的結(jié)構(gòu)往前走。

每一次處理器微架構(gòu)的更新和每一次芯片制程的更新都遵循了“Tick-Tock”規(guī)律，名稱源于時鐘秒針行走時所發(fā)出的聲響。一般一次“Tick-Tock”的周期為兩年，偶數(shù)年和奇數(shù)年想配合的策略讓英特爾公司在2006年之后逆轉(zhuǎn)了局面，AMD開始節(jié)節(jié)敗退。

至此，英特爾公司在高端處理器市場一直處于領(lǐng)先地位，至今都無人能敵。AMD不得不改變策略，被迫只能在價格方面展開競爭，這跟AMD在早期面臨的困境如出一轍。到了2009年，AMD開始把業(yè)務(wù)重心放到GPU上，在CPU上不與英特爾公司展開正面競爭。

未來：決戰(zhàn)還沒停止，新的戰(zhàn)場即將拉開

2016年，AMD公司扭轉(zhuǎn)了此前連續(xù)六個季度虧損的局面，開始實(shí)現(xiàn)盈利，AMD公司的最新Zen處理器也在2017年1月的CES 2017上正式發(fā)布。據(jù)AMID公司總裁蘇姿豐透露，AMDZen高端桌面芯片可以和英特爾公司第六代微處理器架構(gòu)Skylake性能相媲美，代號“Summit Rdige”，8核16線程，支持DDR4、PCI-E3.0和下一代I/O，AM4統(tǒng)一封裝。而英特爾公司方面也在CES2017上發(fā)布了第七代酷睿處理器，直面Zen處理器。

英特爾公司和AMD公司經(jīng)過40多年競爭，不僅推進(jìn)了芯片相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，還將核心技術(shù)牢牢地守在了歐美地區(qū)。自1993年1月以來，英特爾一直都是世界上最大的芯片制造商，其銷售的386和486處理器有力沖擊了日本芯片企業(yè)，比如NEC和東芝。1993年發(fā)布的第一個代奔騰CPU以及之后十年Windows95和98個人計算機(jī)的蓬勃發(fā)展，將英特爾推上了業(yè)界龍頭的地位。目前，英特爾的年營收率仍然在繼續(xù)增長——無論是從PC、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，還是物聯(lián)網(wǎng)芯片。

2016年英特爾公司仍是全球最大芯片供應(yīng)商，全年芯片的銷售額達(dá)540.9億美元，較2015年增長了4.6%，市場份額達(dá)15.7%；第二位是三星電子，高通排名第三。

在日常生活中，我們可以發(fā)現(xiàn)芯片的種類有很多，比如通信芯片、手機(jī)端芯片、人工智能芯片、LED芯片、IOT芯片、電腦芯片等等。目前芯片行業(yè)新的風(fēng)口是智能芯片，在這個領(lǐng)域中國和美國可以說已處于同一起跑線上，這就是芯片行業(yè)重新競爭的機(jī)會。從英特爾公司和ADM公司的芯片進(jìn)化之路，也可以看出芯片的發(fā)展不是一日之功，需要企業(yè)長期資金、技術(shù)的投入。芯片領(lǐng)域也要全球化，積極地參與全球競爭，尋求全球的合作。

（責(zé)任編輯：曹雪琦）