當年喬布斯曾告訴蘋果高管:不管智能手機和計算機的內部怎樣變化,消費者只關心產品和體驗。喬布斯稱之為“魔法”。
而“魔法”的呈現,很大程度上依賴芯片。正因如此,蘋果才會自己開發處理器。第一代iPad推出時,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,它的處理器大業才算真正完成。
對于大型科技公司來說,造芯似乎成了一種時尚。今天不造芯,都不好意思稱自己為科技企業。那么,企業造芯的邏輯是什么?近期芯片為什么會短缺?芯片產業面臨哪些挑戰?讓我們一探究竟。
大企業造芯
在過去幾年里,蘋果處理器性能突飛猛進,讓競爭對手緊張。緊接著蘋果又推出兩個版本的M1處理器,最近蘋果又將兩顆M1芯片裝入高價工作站,幫創作者編輯視頻。
除了蘋果,很多大型科技公司都在開發自有處理器,比如谷歌AI處理器(TPU)、亞馬遜AWSGraviton數據中心處理器,華為的一系列處理器等。行業正在悄悄發生變化,谷歌TPU已經成為ASIC王者,特斯拉AI芯片可以讓無人駕駛更卓越。
芯片行業本來很復雜,但現在供應鏈簡單多了,企業進入更容易。例如蘋果,它引入ARM架構,優化之后交給臺積電生產。如果大企業能夠將芯片與其它先進技術整合,就能獲得競爭優勢,削弱傳統芯片制造商的競爭力。
整合的形式很多。例如,AWS芯片由Annapurna設計實驗室設計,設計完后馬上就能生產。蘋果應用在自有處理器上跑得更快,因為芯片與軟件調校更好。
谷歌研究人員認為,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、神經網絡實現協同設計,也就是一家企業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,現在GPU不只應用于視頻游戲,還可以處理機器學習算法。蘋果將最新的M1芯片與Nvidia頂級GPU對比,顯得相當自信。AWS也曾宣稱它開發的第二代Trainium芯片比Nvidia芯片更好。
從企業角度看,大型科技企業正在開發自有處理器。從行業角度看,現在缺芯仍然嚴重。從國家角度看,芯片已經成為大國競爭的重要戰場。
缺芯仍在繼續
缺芯的后果是嚴重的,福特因為缺芯汽車減產,蘋果2021年四季度因為缺芯損失60億美元營收,現在很多產品因為缺芯交貨延遲幾個月甚至幾年。
為什么會這樣呢?因為過去幾年芯片需求大大增加,但產能增長卻很緩慢,短時間內改變供需矛盾并不是很容易的事。
歐盟已經通過立法,準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。
還有一點要注意,現在雖然缺少芯片,但Forrester在報告中指出,缺少的主要是“節點成熟”的芯片,也就是老芯片。汽車需要的就是老芯片,因為它們更可靠,價格更低。
目前全球80%的芯片都在亞洲生產,建一座芯片廠可能要100億美元,耗時2年建成,還要花幾個月時間認證。完了嗎?沒有,之后還要花3個月或者更多時間試產。所以想在短時間解決產能問題,絕非易事。
俄烏沖突影響
就在芯片缺貨之時,俄烏沖突爆發。
俄羅斯與烏克蘭是氖氣和金屬鈀的主要出口國,生產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體級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。
臺積電聲稱它們已經有氖氣替代供應商,供應沒有問題。英飛凌(主要提供汽車芯片)則說生產不會受到影響,供應商有替代選擇,公司已經增加了受影響原材料和惰性氣體的庫存。
當然這只是企業的說法,市場會驗證對錯的,風險仍然存在,企業不能大意。LinxConsulting分析師認為,芯片廠在沖突爆發前的確庫存了大量氖氣,但這些庫存只能維持六個月;庫存用完之后氖的價格就會攀升,正如2014年克里米亞沖突爆發時一樣;到時現貨的價格會從25美分一升暴漲到5美元一升。
Bernstein分析師StacyRasgon認為,即使氖的價格上漲10倍,對整個半導體產業的成本影響也不會太大。照估計,每年半導體級氖氣市場的規模約為1億美元,全球芯片市場的規模卻是5000億美元。
結語
不知不覺中世界也許已經進入了“大爭之世”,芯片成了競爭熱點。2021年中國芯片企業融資108億美元,比2020年增加40.7%,創下紀錄,這一年全球芯片企業融資總額為194億美元,中國占了一半多。決定芯片大戰勝負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。