英特尔和AMD半世纪的爱恨情仇

和 AMD 就如同一部肥皂剧,既有蜜月,也有对峙公堂,但也正是这半世纪来的“相爱相杀”推动着 CPU 产业乃至半导体产业的蓬勃发展。

  在 CPU 领域,英特尔近十年来一直是不折不扣的行业龙头,占据市场份额超过八成。但随着其量产 10nm 芯片的时间再次延迟,越来越多的投资者、分析师担心,其龙头地位或将受到冲击。

  将对英特尔造成威胁的是 CPU 领域中,市场份额长期位居第二的美国超微公司(AMD)。自 4 月底公布“井喷式”的季度财报至今,AMD 股价已上涨超过 41%。AMD 总裁兼首席执行官苏姿丰(Lisa Su)甚至在近期摩根大通的活动上放言称,未来几年内 AMD 的处理器份额将会达到 40%。

  实际上,自从飞兆半导体(Fairchild,又名“仙童”)公司分家起,英特尔和 AMD 就如同一部肥皂剧,既有蜜月,也有对峙公堂,但也正是这半世纪来的“相爱相杀”推动着 CPU 产业乃至半导体产业的蓬勃发展。

  在半导体行业史上,“晶体管之父”威廉·肖克利 (William Shockley)曾有一个名词被认为是硅谷精神的代表——“八叛徒” (Traitorous Eight)。

  肖克利曾开办过一家公司,但因为团队不和等,包括罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔等在内的八名员工最终在一美元的纸币上共同签名,宣告退出公司,这也是“八叛徒”的由来,而这八人随后于 1957 年成立另一家传奇公司——仙童。

  一位名叫 Donald C。 Hoefler 的美国记者,曾在 1971 年写过名为《美国硅谷》的系列报道,他在稿件中分析道,几乎硅谷中的所有半导体公司都源于仙童。也正是 Hoefler 的稿件,加州圣塔克拉拉谷地首次被赋予“硅谷”的称号。

  可以说,硅谷里的公司多多少少与仙童有着渊源。曾有报道称,在 1969 年硅谷的一次半导体峰会上,400 多名参会者只有 24 名不是仙童的前雇员,这也足以表明仙童在半导体史上的地位。

  随着硅谷里半导体产业蓬勃发展,仙童在培育半导体人才的同时,人才不断出走,纷纷成立自己的公司,英特尔和 AMD 是“叛徒们”成立公司的代表。

  1968 年,“八叛徒”中的罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔成立了英特尔,而同样出身仙童的杰里·桑德斯则在 1969 年成立了 AMD。

  但与英特尔相比,AMD 的出身似乎差了不少,诺伊斯被称为“集成电路之父”, 摩尔则是“摩尔定律”的提出者,而桑德斯只是仙童负责销售的高管。如此出身使得英特尔以技术发展为导向,而 AMD 则以市场为导向。

  在业内人士看来,技术发展导向使得英特尔优势明显。华美半导体协会理事缪英妤在接受 21 世纪经济报道记者采访时指出,从 20 世纪 60 年代起,英特尔在过去 50 年里推动了摩尔定律,带动了整个产业链的发展,对美国半导体行业起到引领作用。

  实际上在成立之初,英特尔的成功主要依赖于内存芯片。1970 年,英特尔推出了第一个动态随机存储器(DRAM)芯片 C1103,并在两年后实现年收入超过 2300 万美元,到 1974 年,英特尔在全球 DRAM 的市场份额达到了 82.9%。

  DRAM 的成功助力英特尔在 1971 年上市,也就在这一年,英特尔研制出了第一款商用微处理器 4004。但在彼时,内存芯片仍然是英特尔的主要营收来源。

  随着日本等国家的半导体行业兴起,在内存领域英特尔的市场份额不断下降,至 1984 年已下降至全球 DRAM 市场份额的 1.4%。此期间内英特尔的处理器业务开始展露光芒,1974 年英特生产的 8080 处理器更是为 X86 架构的处理器往后 30 年的辉煌奠定了基础。

  1982 年,英特尔为了拿下 IBM 的个人电脑量产订单,选择与 AMD 牵手合作,在拿到英特尔授权后,AMD 成为 8086、8088 芯片的第二供应商,依此制造 80286 处理器的克隆体“Am286”。

  这段时期一度被视作两家处理器巨头的“蜜月期”。但随着 1986 年英特尔撕毁与 AMD 之间的授权协议,AMD 选择与英特尔对簿公堂。AMD 分别以违约、垄断市场等为由起诉英特尔,英特尔则以侵权为由反诉 AMD,两家公司在此后八年里陷入法律大战中。AMD 最终虽然胜诉,但是在技术上却远远被甩下。

  似乎在对簿公堂之后,故事应该画上句号,但往后的剧情却像肥皂剧,出现多次反转。

  英特尔的技术优势使得 WinChip 和 Cyrix 等小市场份额的公司逐渐被淘汰,而 AMD 却一直在夹缝中生存。1995 年,AMD 收购了陷入困境的 CPU 设计公司 NexGen,并成功推出 K6 系列。而 K7(之后更名为 Athlon,“速龙”)的推出则让 AMD 的风头压过英特尔,速龙高速 FSB 及高性能表现使得 AMD 占据了一定市场份额,能够“超频”也让 AMD 获得了忠实用户。

  到了 2003 年,AMD 提出 64 位的概念,并推出 Athlon 64。在当时,64 位处理器还只被用于高端服务器产品中,英特尔虽然声称 64 位处理器还需几年时间才能推出市场,但是在 AMD 的追赶下,还是在一年后上线了 64 位的处理器。

  在当时,行业人士普遍认为,速龙处理器可能会吞噬大部分英特尔的市场份额。市场咨询公司 Mercury Research 的数据显示,在 2006 年时 AMD 占处理器市场的份额已达到 22%。超越似乎指日可待。

  但在 2006 年 7 月,英特尔推出了 Core 2 处理器,声称能够在增长 40% 效能的同时减少 40% 的功耗。产品推出之后,相对性能落后的 Athlon 64 X2 价格暴跌,单颗处理器一夜跌幅超过千元。加上“摩尔定律”的推动,英特尔在此后的十几年中一路领先,AMD 的市场份额也不断被压缩,甚至到 2016 年第四季度时市场占比仅有8%。

  值得指出的是,在 20 世纪 80 年代之前,半导体制造公司几乎都是垂直整合型(IDM)公司,到了 20 世纪 90 年代起开始兴起 Fabless、设计,紧接着 foundry 代工业、Fab-Lite(轻晶圆厂)跟随而行。在这个过程中,英特尔却一直未舍弃 IDM 的模式。

  缪英妤认为,英特尔拥有自己独家的产品,设计和生产结合紧密会形成独特的竞争力。但这个模式也存在一定弊端,如果设计或者生产出问题,风险还是比较大,但英特尔执行能力较强,在控制风险的情况下也就能够转变为非常强的竞争力。

  集邦咨询拓墣产业研究院研究经理林建宏则指出,1995 年的 CPU 与现在看到的 DRAM 与 NAND Flash 产品是 IDM 模式优点的体现,当产品的销售规模仍在高速成长下,IDM 模式实际上也有良好的成长动能。

  但如果产品经济规模饱和,IDM 模式要持续成长就会面临很大的挑战,林建宏表示,Intel 也采用 Foundry 与 non-violate memory 作为成长的突破口。

  而在“摩尔定律”发展下的半导体产业也似乎陷入一定瓶颈,英特尔原计划于 2017 年年底量产 10nm 处理器,但一再跳票,2018 年再次推迟量产时间表至 2019 年。与此同时,AMD 却宣布 2019 年 7nm 的 Zen 2 处理器将会面世。

  尽管英特尔现任 CEO 科再奇在 2018 年股东大会上表示,不担心 AMD 在技术上领先,14nm 工艺在 2019 年依然有优势。此外,英特尔也在发展其他芯片领域业务。但 AMD 推出的 AMD Ryzen 所代表的“APU”(加速处理器)实现了 CPU 与 GPU 的深度融合,在处理器发展路线上进行突破。

  Mercury Research 数据显示,2017 年第四季度 AMD 的市场份额已上升至 12%。苏姿丰也表示,2018 年 AMD 能够在桌面处理器上占据约 20% 的份额,移动处理器达到 18%,她还指出,AMD 的市场份额在未来几年中能够翻倍,达到 40%。

  如此看来,在处理器领域中,赶超与被赶超的剧情将再次上演。