英伟达VS.英特尔：后浪来袭！
以下文章来源于老石谈芯 ，作者老石谈芯的老石
来源 | 老石谈芯（ID:laoshi_tanxin）
上周三，也就是 2020 年 7 月 8 日，是个值得在历史上留下一笔的日子。在这一天美股收盘之后，英伟达的股价收涨 2.3%，来到 404 美元，这也使得英伟达市值飙升到 2480 亿美元，从而超过英特尔的 2460 亿美元，一跃成为美国第一大芯片公司。
图片来自 Refinitiv Datastream
在这几周，纳斯达克的芯片股纷纷上涨，除了英伟达之外，英特尔的很多竞争对手，比如 AMD、Xilinx、台积电、苹果等公司，上周的股价都上涨了 5% 到 10%。相比之下，英特尔甚至还下跌了近 2%。
事实上，这样的趋势从 2020 年开年就开始了。在 2020 年，英伟达的股价上涨了 68%，而英特尔则下降了 3%。就在这一正一负、一涨一跌之间，美国第一大芯片公司就这样被拱手让出。
值得注意的是，这里说的是 美国 第一大芯片公司。上周我还发了一条微博，纪念这个芯片行业的历史性时刻。
只不过我说错了，英伟达并未成为 全球 第一大芯片公司。来自亚洲的台积电和三星的市值早就超过了英特尔，而我还停留在英特尔仍然是全球芯片霸主的老黄历里，没有翻篇。所以，英伟达的这次超越，不仅让自己成为了美国第一大芯片公司，也成为了全球第三大半导体企业。
10 纳米工艺：英特尔的阿喀琉斯之踵
说英伟达是 AI 时代的赢家，应该没有人会反对，资本大佬们对此更是举双手双脚投票赞成。要知道在 2015 年 6 月，英伟达的股价只有 19 美元。而 5 年之后的今天，股价就已经飙升到 400 美元以上，涨幅超过 20 倍。
在 2018 年，英伟达股价遭遇腰斩，仅仅两年之后，真香定律再次回归，英伟达股价不但收复了失地，还比当时番了两番。更重要的是，这股发展势头还在延续，英伟达 78 倍的市盈率就说明了这一点。
相比之下，英特尔在这五年间的股价，只从 29 美元涨到 59 美元，甚至低于芯片行业的平均水平。
造成这一局面的，很重要的原因之一就是二者采用了不同的业务模式。英特尔一直采用的是名为 IDM 的模式，全名叫 Integrated Device Manufacturer。在这个业务模式下，英特尔除了拥有庞大的芯片设计和销售团队之外，还在全球各地设立了很多芯片工厂，负责对芯片进行生产、封装和测试，简单来说就是可以实现对芯片的自产自销。
目前，英特尔在全球 10 个地区有着 15 个芯片工厂，除了美国本土的工厂之外，还包括爱尔兰、以色列，以及中国的大连、成都和上海，并由此构建了复杂的全球供应链体系。值得注意的是，英特尔全球 11 万员工里的一半，从事的都是芯片生产相关的业务和服务。
和英特尔不同，英伟达采用的是名为 Fabless 的模式，也就是所谓的无晶圆厂模式。在上一期视频里，我就详细介绍了这个模式，没看过的朋友可以去看一下，文末点击阅读全文，或在老石谈芯公众号内回复 视频 。这种业务模式只保留了芯片的设计、验证、销售和应用等环节，而将芯片制造外包给专门的芯片代工厂完成，比如台积电、三星和中芯国际等等。
当前，几乎所有的芯片公司都采用无晶圆厂模式。这种模式的优点和缺点同样明显。要知道，建设芯片工厂、维护工厂的正常运行、以及开发半导体工艺制程等工作，可以说是地球上最烧钱的生意。当前，投资一个现代化的晶圆厂所需要的资金都在百亿美金量级。
因此，采用无晶圆厂模式的好处显而易见。芯片公司可以专注于自身的核心业务，并将有限的资源投入芯片本身的设计和研发。巨额的资金投入也劝退了很多原本拥有晶圆厂的芯片公司，比如，AMD 就将自身的芯片工厂剥离出来，成立了格罗方德（Global Fundries）。更有甚者，IBM 在 2014 年邀请格罗方德收购自己的芯片制造业务，并付给后者 15 亿美元。
但是，无晶圆厂模式的最主要问题，就是半导体工艺技术和产能并不受自己的控制。由于大国之间的相互博弈，很多时候这些技术也会升级成政治斗争的筹码。这里最典型的例子，就是当前美国对华为的制裁。在美国的禁令之下，台积电不得不停止对华为海思的芯片代工，这也将直接影响华为的 5G、基站、以及手机业务的发展。
在芯片代工领域，目前属于绝对的僧多粥少。台积电作为全球芯片公司的主要代工厂，肯定优先服务苹果、高通、华为、AMD 等大客户。即便如此，台积电的芯片产能仍然供不应求。因此即使华为海思受到美国限制，台积电也可以迅速完成对华为的替代，保证生产线全速运转。
英特尔之所以能在过去的若干年里一直占据半导体行业的头把交椅，最主要的是靠两件独门秘籍，其一是它的 x86 CPU 架构，其二就是它的工艺制程。事实上，相比 CPU 架构，工艺制程对芯片性能的提升有着更加决定性的影响。
在 2019 年的 HotChips 大会上，AMD 的 CEO 苏姿丰博士发表了主旨演讲。她在演讲里提到了一个非常有趣但深刻的内容，在过去的 10 年间，芯片性能的提升有 40% 直接来自于半导体工艺的更新换代，20% 也与工艺直接相关，比如更大的晶圆面积等。与之相比，只有 17% 来自芯片的架构升级。由此可见半导体工艺对整个芯片行业的重要性。
在 10 纳米工艺之前，英特尔的芯片工艺一直比竞争对手有着绝对的优势。这也保证了英特尔的 Tik-Tok 战略在过去的很多年间一直非常好用。
然而，来到 10 纳米工艺节点时，英特尔似乎遭遇了重大挫折。早在 2017 年，英特尔就披露了 10 纳米技术的工艺路线图。在之前的文章里写过，当时英特尔的资深技术院士马克波尔就发表了名为 工艺领导者 – Technology Leadership 的主旨演讲。
马克波尔在这场演讲中提到，相比前几代工艺发展的时间节点，10 纳米的研发时间会更长，但同时会带来更高的性能提升，并且在整体上保持摩尔定律的延续。
英特尔 10 纳米工艺路线图，图源：英特尔
后来的故事我们都知道了，英特尔 10 纳米工艺遇到阻碍已经不是秘密。这也使得那些曾经被远远甩在身后的竞争对手纷纷在 10 纳米这个工艺节点完成超车。例如，台积电不仅率先量产了 10 纳米工艺，还逐步推进到 7 纳米，并已经开始 5 纳米器件的量产。
对此，波尔承认 我认为，我们在 10nm 技术上有点‘冲动（overshot）’了 。他认为， 也许我们应该下调一些我们的目标，这样的过渡就会容易得多 。之后他便在 2019 年宣布从英特尔退休，结束了自己 40 年的职业生涯。
伴随着台积电在工艺制程领域一举实现超车，很多依托台积电进行代工的芯片公司也纷纷雄起，英伟达和 AMD 就是两个很好的例子。
决战数据中心
在这些年里，英特尔一直在寻求业务转型。这个转型的最根本目标，就是让英特尔从一家以个人计算机和 CPU 为主的企业，转向以数据为中心、并围绕其发展全栈式解决方案的公司。为了实现这一目标，这几年英特尔先后斥巨资收购了 FPGA 大厂 Altera（167.5 亿美金），自动驾驶大厂 Mobileye（153 亿美金），人工智能芯片初创公司 Nervana 和 Habana Labs、机器视觉公司 Movidus 等众多公司扩展其产品线。此外，英特尔旗下的风投部门每年也都在各个领域投资数亿美元，为今后的发展提早布局。
然而，这几年英特尔错失的最好收购标的，就是来自以色列的网络设备制造商 Mellanox。这家公司曾一度被微软、赛灵思和英特尔争相竞购，而最后却花落英伟达。Mellanox 的主要阵地就是数据中心领域，并已经成为当前各大数据中心的主流网络解决方案之一。在全球前十的大型公司中，有九家公司的数据中心都采用了 Mellanox 的方案。
Mellanox 的产品系列，图源：Mellanox
收购 Mellanox 之后，英伟达的数据中心业务就如虎添翼，其营收甚至已经超过英伟达的传统优势项目 – 游戏业务。彭博社也指出，在被英特尔主导的数据中心市场上，英伟达是近年来唯一取得高速增长的公司。
可以看到，数据中心已经成为两家公司对决的主战场。可以说，战斗才刚刚开始，两家都已经拿出了看家本领针锋相对。一方面，英特尔牢牢占据数据中心服务器 CPU 的控制地位，并不断推进基于 FPGA 和 AI ASIC 的硬件加速单元，同时还在加紧研发自家的 Xe GPU 系列，以扩展系统的整体性能。另一方面，英伟达则在 AI 应用领域占得先机，并在数据中心网络领域飞速发展。因此，这场战斗鹿死谁手还需拭目以待。
大象跳舞：华丽转身还是举步维艰
虽然英伟达的市值超过英特尔，但从营收和净利润的角度来看，英伟达与英特尔相比还差一个量级。在 2019 年，英特尔全年营收超过 719 亿美元，净利润 210 亿美元，远超英伟达的 109 亿和 27.96 亿。
然而，或许就是这样巨大的体量，使得英特尔遭遇了 船大难掉头 的尴尬。英伟达的 78 倍市盈率反映的并非是当下的营收和利润情况，而是反映了市场对它保持迅猛发展势头的预期和认可。
在高科技行业，大象跳舞、并完成华丽转身的例子其实并不少见。比如，IBM 在上世纪 90 年代时曾陷入重重困境，亏损高达数百亿美元。之后，IBM 主动拥抱变化，逐步剥离制造业务，并转型成为咨询与服务提供商，重塑了当年蓝色巨人的辉煌。此外，微软也曾在十年前陷入增长的停滞。但在新任 CEO 纳德拉的领导下，微软重点发展云服务，并果断抛弃很多不相关的业务板块。在短短两三年间，微软云服务的收入就飙升到 200 亿美元，并逐渐发展成可以和亚马逊 AWS 互扳手腕的全球第二大云服务提供商。
作为芯片领域当之无愧的 巨象 ，英特尔的这波转型之路能否像 IBM 和微软那样顺利，还有待时间的检验。
英特尔的 2020 上半年
2020 必将是永载史册的一年。在我看来，英特尔的 2020 上半年有两个主要的消息值得细品。首先，苹果终于正式宣布，在 Mac 产品线中将会逐步弃用英特尔 CPU，并开始采用苹果自研的 Apple Silicon。这个消息并不意外，相关的传言早就人尽皆知。以苹果的体量和技术，自研 CPU 也是情理之中的事情。这对英特尔的影响更多的是在舆论和心理层面，由于篇幅限制，本文不再展开，会在之后的文章中进一步讨论。
Apple Silicon 愿景图，图源：Apple
另外一个令人意外的消息，就是 Jim Keller 宣布从英特尔辞职。Jim Keller 是业界公认的领袖级人物，曾在多个公司领导设计了多种基于 x86 和 ARM 的处理器架构，包括 AMD 的 K7、K8、K12 和 Zen，苹果用于 iPhone 和 iPad 的 A4、A5 移动处理器，特斯拉的自动驾驶处理器等等。在之前的文章中也曾经着重介绍过他对于摩尔定律、CPU 设计等领域的思考与见解。
想君当年，雄姿英发 ... 图源：英特尔
Jim Keller 加入英特尔仅仅两年时间，他帮助英特尔设计了名为 Tremont 的 10 纳米低功耗 x86 微架构。然而，他的突然离职还是在业内带来了不小的震动，而他的下一步去向目前也依然未知。大战之前先损大将，这对于英特尔来说绝对是巨大的损失，对员工的士气也会造成不小的影响。
英特尔 Tremond 架构，图片来自英特尔
很多文章认为，英特尔的 2020 上半年没有高光、只有低谷，这其实未免也太悲观了些。前不久，英特尔还发布了一系列全新产品，包括第三代 Xeon 可扩展处理器、Optane 内存、3D NAND SSD 硬盘，以及老石最关注的针对 AI 进行优化的 Stratix10 NX FPGA。
英特尔 Stratix10 NX FPGA，图片来自英特尔
可以看到，英特尔还在坚定的执行自己的战略，这些新发布的产品就是很好的例证。有关英特尔 2020 年上半年的总结，以及这款 FPGA 的更多技术解读，我也会在之后的文章里带来详细的梳理，敬请关注。
结语
芯片领域新老王者的战斗已经打响。作为坚守 IDM 模式的老牌巨头，英特尔在各个细分领域都在遭遇不同对手的疯狂进攻。例如，半导体工艺领域的台积电、CPU 领域的 AMD、AI 与数据中心领域的英伟达、FPGA 领域的赛灵思等等。可以说，这场战斗也是 IDM 和 Fabless 两种芯片公司业务模式的激烈碰撞。究竟谁会笑到最后，相信时间会给我们答案。
（注：本文仅代表作者个人观点，与任职单位无关。）
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