又一家国内公司进军服务器芯片领域
我们日常的芯片,其实有几个大市场,集成电路(IC)其实只是半导体的一部分,其他还有分立器件(二极管,三极管之类),光电子,传感器。
而集成电路就是四大类:一个是存储芯片市场 ,包括DRAM,NAND FLASH,韩国的三星和海力士之所以能成为营收全球前四位的半导体厂家,就是因为其主要收入是来自DRAM和NAND FLASH这样的存储器产品。我国在这方面从2016年开始也开工建设了长江存储和合肥长鑫公司,目前已经在市场销售国产存储器颗粒了。
一个是逻辑芯片 ,简单的说就是CPU,GPU,FPGA,ASIC,DSP芯片等,例如我们熟知的英特尔,AMD开发的笔记本和台式机电脑芯片就是CPU;像寒武纪,燧原,地平线,奕斯伟,华为等公司开发的人工智能芯片就属于ASIC专用芯片。
可以说存储芯片和逻辑芯片都是我国芯片实现国产化的主战场,这两者在金额上来讲占据一大半的金额。
还有一个是MCU微处理器 ,这个其实和逻辑芯片的区别在业界是比较模糊的,不过从应用来说,一般是用于家电,工业控制系统、汽车电子、医疗产品等场景,可以总结下这些场景对计算能力的要求不是很高,同时更多要求高稳定性和可靠性,目前国内兆易创新,中颖电子都在搞MCU。
另外就是模拟芯片 了,前面三类都是数字芯片,处理的是数字信号,也就是1-0信号,而模拟芯片则是处理连续的物理信号,包括声光力热电磁波等。模拟芯片主要是电源管理芯片和信号链芯片两大类。
目前总体来说,我国有个很大的不足就是在逻辑芯片的CPU这一块 ,CPU是逻辑芯片里面最大的种类。CPU的应用有三个最大的领域:电脑(笔记本/台式机)、智能手机、数据中心服务器。
目前我国只是在智能手机这部分有一定的份额,其实主要就是来自华为海思的麒麟芯片,不过现在由于美国制裁因素,麒麟芯片无法继续生产了,现在还有紫光展锐在这个领域发展。而在电脑CPU,以及数据中心服务器CPU芯片这两大领域目前基本还是空白。究其原因,还是技术门槛高,研发难度大,全球能够进入这个领域的玩家寥寥。在电脑CPU领域,目前全球就是英特尔和AMD,下图是AMD的CPU在全球台式机和笔记本电脑市场的份额,数据来自Mercury Research。
2021年Q1分别为19.3%和18%,而其余的份额基本都来自英特尔,换句话说英特尔占据了全球电脑CPU市场的80%。
而在数据中心服务器芯片领域也是同样的,英特尔和AMD是两个最主要的玩家,而英特尔的市场份额更大,下图中AMD的X86服务器芯片在2021年Q1的全球X86服务器芯片中的份额不过只有8.9%,而其余超过90%都是来自英特尔。
注意不管是电脑CPU,还是数据中心CPU,英特尔的X86架构都占据了绝对的优势,在电脑CPU领域,几乎100%使用X86架构,而在数据中心服务器CPU领域,根据Trendforce在2021年8月的文章估计,使用ARM架构的服务器芯片只占到了整个市场的3%,其余97%仍然是X86芯片,并且认为至少在2023年之前,ARM芯片还无法和X86芯片抗衡。
X86架构占据优势其实就是两大原因,一是性能,二是软件生态,其中后者是更为重要的原因,不过全球公司在进入云时代之后,事情开始有了变化。目前全球云计算公司,全球最大的云计算公司亚马逊,以及也在做云的华为公司,都推出了自研的基于ARM架构的服务器芯片,如AWS的Graviton2、华为鲲鹏920等,试图通过低功耗优势的ARM架构在服务器芯片市场获得份额。
华为的鲲鹏920在获得了ARM V8的永久授权之后,目前在独立发展。在华为发布的《鲲鹏计算产业白皮书》里面,写明了鲲鹏处理器核、微架构和芯片均由华为自主研发设计,鲲鹏计算产业兼容全球Arm生态,二者共享生态资源,互相促进、共同发展,称之为鲲鹏生态。
目前阿里旗下的芯片公司平头哥也在2021年云栖大会上推出了自己的ARM架构芯片,在意料之中又在意料之外。
在意料之中,是因为阿里一向是国内自主研发做的比较好的企业之一,最典型的代表是全球第三、亚洲第一的云计算公司阿里云。阿里云可以说是国内最早提出去IOE的企业,从飞天操作系统到数据库都实现了自研,很好的支撑了每年的双十一流量高峰。
从软到硬,阿里的技术栈也开始延伸到最硬核的芯片领域。2018年云栖大会,阿里成立平头哥,正式宣告进入芯片领域。在外界,平头哥蜜獾的“人生信条”也不胫而走,尤其是那句“生死看淡,不服就干!”
2019年7月和9月,平头哥相继发布了玄铁910处理器和含光800芯片,前者是用于AIoT物联网终端场景,后者是用于阿里自家的云端服务器场景的AI芯片,含光800用于图像搜索(输入具有相同元素或主题内容的突破,在图片库查找相似或者相同的图片),场景识别(天空,草地,人物等),视频内容识别,自然语言处理等。
但实话实说,这两款产品并不能支撑起一家顶级芯片公司,可以说相比阿里在国内互联网企业界的地位,平头哥在芯片企业中还属于小辈级别,外界也不清楚阿里对于平头哥的发展究竟有多大的野心。
但2021年10月,阿里云栖大会发布的阿里首款服务器通用芯片,这个多少是让人觉得有点意外的,因为平头哥之前发布的IoT芯片和AI芯片,在整个行业来看很多中小公司都在做,并无特别出彩之处,而服务器芯片的研发难度是要高出一个等级的,整个行业几乎就是被英特尔和AMD统治, 国内目前仅有华为的鲲鹏芯片能够占有一定的份额,平头哥的加入,这无疑对中国芯片产业来说是个好消息,也可以看出平头哥在阿里云体系中承担了逐步实现芯片全栈自研的任务。
服务器芯片的设计为什么难?
服务器芯片之所以难,在于技术和生态都具有重重阻碍, 在技术上,通用CPU由于需要具备全面的性能,理论上专用芯片能做的事它都能做,因此在研发难度上就很大。
更何况英特尔的X86架构经过长期的发展,总体稳定而成熟,性能先进,在服务器芯片领域占据绝对的优势,要想研发X86架构的芯片,都需要获得英特尔的授权,而这是极为困难的事情。
AMD历史上能获得X86的授权,也是因为当年的电脑大客户IBM的多供应商要求,英特尔不能成为独家供应商,所以在1982年授权给AMD,不过后来英特尔又撤回了授权,因此两家还打了多年官司,形成如今的局面,到现在显然英特尔并不希望有更多竞争对手的进入。
而ARM架构的出现,使得在服务器芯片领域有了新玩家进入的希望,但是现今的服务器和电脑市场,由于英特尔的X86架构占据了压倒性的优势,因此下游的服务器和电脑品牌厂家也不得不考虑和忌惮英特尔的强势地位,毕竟英特尔能否供货,供多少货可以决定自己的出货量,这就造成了和智能手机市场不同的局面。
智能手机市场由于ARM架构的授权,苹果,华为,三星都有自研的SoC,而在个人电脑和服务器市场,没有哪个厂家自研通用CPU,一则无法获得英特尔授权,二则上游的英特尔在供货方面占据统治地位,理论上甚至可以说英特尔分配多少芯片给你,你就能制造出多少服务器和电脑。
ARM架构的出现,使得市场出现了希望,苹果推出了基于ARM架构的M1处理器,用于自己的Macbook笔记本上门,而在服务器领域,国内在华为之后,阿里也推出了基于ARM架构的服务器芯片,也是用于自家的服务器上。
可见,进入服务器芯片这个市场,不仅仅是需要技术上具备高水平,还需要有能与X86抗衡的新架构,同时还需要新进入厂家自己就有消耗芯片的能力,因此华为,阿里就成为极少数同时具备以上条件的国内厂家。
阿里这款芯片使用了2021年3月ARM发布的最新V9架构,采用5nm制程工艺,在云栖大会现场,阿里云还发布了基于该芯片的磐久服务器,这是阿里云首款全栈自研服务器,将在阿里云全球数据中心试验部署,通过阿里云向行业输送算力。
阿里云智能总裁张建锋表示:“倚天710是为云而生的芯片,也是阿里巴巴第一款通用芯片,它兼顾了性能和功耗的优势,可进一步降低云上企业的成本,目前,阿里云已经全面兼容x86、ARM及RISC-V等架构,我们可为客户提供多种云计算选择。”
阿里云是目前中国云计算市场最大的供应商,截至2021年6月30日的2022财年第一季度财报显示,该季度阿里云营收为160.51亿元,同比增长29%,营收主要由互联网、金融服务及零售行业客户收入的增长所推动。这充分说明了阿里做芯片的逻辑:它从不断变化的、增长的市场需求出发,驱动完成底层核心技术的演进。
新增一家具备通用芯片设计能力的公司,对中国芯片产业意味着什么?
而对于国内的互联网公司来说,加大了对于硬核科技的投入,也有利于增加硬核科技行业的高薪岗位数量,培养和训练更多的芯片类人才,这对整个社会也是有利的。
芯片设计这个行业,国内目前还非常缺乏巨头公司,相比高通、博通、英特尔、联发科、AMD、苹果、Nvidia这些巨头芯片设计公司,国内的芯片设计企业还处于小而散的阶段,都还没有到“大而不强”的阶段。而我们也可以看出,以上这些国际巨头,基本都具备很强的通用CPU的设计能力,以及占有大量的全球份额,具备雄厚的资本和技术实力。
在智能手机的SoC领域,国内主要就是海思麒麟和紫光展锐,而在服务器芯片的通用CPU领域,国内主要就只有海思鲲鹏,而拥有雄厚资金实力,以及自带不断增长的云服务器需求的阿里的入局服务器芯片,这相比之前平头哥发布的AI芯片和RISC-V处理器更向前了一步,无疑是件好事,阿里在这方面走出了第一步,这是一个进步。
希望更多的互联网企业加大对于硬核科技的投入,毕竟在真正的科技领域产生高薪工作岗位,这对整个社会产生的价值我认为是最高的。
紫光集团联席总裁谈“从芯到云”:CPU问题无解,英特尔太强了
近年来,紫光集团在全球范围内掀起了一股并购狂澜,一系列资本运作更是让人眼花缭乱。
日前,长江存储庆贺存储器基地正式移入生产设备,为“量产中国存储芯片”打响第一枪;5月8日,紫光国芯的证券简称正式更名“紫光国微”,明确了紫光聚焦微电子领域的核心业务定位。
但有野心的同时,紫光的遗憾也有不少,比如其芯片布局中,并没有电脑和服务器的处理器。对此,紫光集团联席总裁于英涛在9日接受第一财经记者采访时,说道:“CPU的问题没办法,无解。英特尔太强大了。我们一方面非常愤怒,一方面也无可奈何。”
以下为第一财经报道全文:
自5月8日起,紫光国芯的证券简称由“紫光国芯”变更为“紫光国微”。公告称,公司在紫光集团“从芯到云”总体战略的部署下,从事集成电路设计相关业务。而这一变更是为了进一步反映公司所处行业,明确了紫光国微聚焦微电子领域的核心业务定位。
在国内芯片企业中,紫光集团布局较广,涉及产业链上的设计、生产到封测等环节,但国内整体芯片布局处于比较早期阶段。
“我们现在基本上完成了面上的一个布局,但是在更多细节上进入到高端还有很大距离。”紫光集团副总裁、紫光展锐首席运营官王靖明对第一财经等记者坦言,目前紫光的产品并不全。
图自第一财经
布局芯片
按产品形态,半导体主要分为分立器件、光电子器件、传感器和集成电路。集成电路又分为模拟电路(Analog)、微器件(Micro)、存储器(Memory)和逻辑电路(Logic)。世界半导体贸易统计(WSTS)组织的数据显示,2017年,存储器和逻辑电路销售额分别为1239.7亿美元和1022.1亿美元,占集成电路总销售额的36.1%和29.8%
但存储方面,中国的自给率几乎为零。存储器主要分为易失存储器和非易失存储器,前者包括DRAM和SRAM,后者主要包括NANDFlash和NORFlash。紫光集团旗下长江存储的一位员工告诉记者,存储器芯片约占芯片市场的三分之一,主要分为易失存储器和非易失存储器,前者包括DRAM和SRAM,后者主要包括NANDFlash和NORFlash。DRAM和NANDFlash是存储器的两大支柱产业,中国严重依赖进口。其中,NANDFlash产品几乎全部来自国外,主要用在手机、固态硬盘和服务器。NORFlash主要用于物联网,技术门槛较低,中国企业基本已经掌握,但应用领域和市场规模不如DRAM和NANDFlash。
过度依赖进口不仅会面临断供的风险,还有时不时地涨价。自从2016年下半年开始的存储芯片价格暴涨也让国内终端厂商苦不堪言。虽然,紫光集团下属的长江存储正试图实现中国存储芯片的突破,但离真正的规模量产仍需时间。国内首颗32层三维闪存芯片(3DNANDFlash)由长江存储耗资10亿美元,历时2年研发。
2018年,武汉长江存储基地开始移入生产设备,实现小规模量产。到2019年,该公司64层128Gb3DNAND存储芯片才会进入规模研发阶段。上述员工告诉记者,今年将出的第一代产品技术“主要为了技术积累,不是一个真正面向市场的量产产品。可能到明年我们第二代产品出来后,会根据市场需求量产”。此前,紫光集团董事长赵伟国表示,未来10年紫光集团将以1000亿美元投资芯片制造领域。现阶段预计将筹集到3700亿元人民币,“准备了五年的弹药”。
紫光国芯是紫光集团集成电路产业的核心企业之一。目前,该公司的主要业务为集成电路芯片设计与销售,包括智能安全芯片、特种集成电路和存储器芯片,分别由北京同方微电子有限公司、深圳市国微电子有限公司和西安紫光国芯半导体有限公司三个核心子公司承担。
智能安全芯片是其最主要的收入来源。财报显示,2017年,紫光国芯的营业收入为18.3亿元,其中,智能安全芯片、特种集成电路、存储器芯片和晶体元器件分别占总营收的44.47%、28.22%、18.30%和8.82%。
不过,于2018年1月正式完成整合的紫光展锐是紫光集团在芯片设计布局中最重要的一环。2013年和2014年,紫光集团分别以18亿美元和以9亿美元的价格完成展讯通信和锐迪科的收购,两家公司随后从纳斯达克退市。紫光集团称,整合后,在产品业务层面,展讯将继续聚焦于2G/3G/4G/5G移动通信基带芯片的自主研发与设计;锐迪科将致力于物联网领域核心技术的研发。
展锐近年表现并不理想。根据中国半导体行业协会数据,2017年展锐销售额为110亿元,较2016年的125亿元下降12%。与国内另一家手机芯片设计企业华为海思的361亿元相比,差距进一步拉大。
除了长江存储的首颗32层三维闪存芯片,在芯片的自主研发之路上,紫光展锐研发的SC9850KH也具有突破性,是国内首个拥有自主嵌入式CPU关键技术的手机芯片平台。
但也有一些是紫光的芯片布局中所没有的,比如电脑和服务器的处理器。提到这一问题,紫光集团联席总裁、新华三集团总裁兼首席执行官于英涛对第一财经记者说道:“CPU的问题没办法,无解。英特尔太强大了。” 无论是在国内还是国外,CPU市场基本都由英特尔垄断。在服务器CPU领域,英特尔的占有率更高达九成以上。“95%的钱都被英特尔一家公司拿走,全球的服务器都是给英特尔打工的。再牛的戴尔、HPE,国内的新华三、华为、浪潮、曙光都是给英特尔打工的,这就是现实。我们一方面非常愤怒,一方面也无可奈何。”于英涛说。
紫光集团联席总裁、新华三集团总裁兼首席执行官于英涛
对于紫光集团在芯片上的布局,王靖明总结道,目前的产品并不全,紫光的芯片设计产业涵盖的主要是通信、智能卡、FPGA和一些特种用途的产品,“这距离芯片的全面布局还是有差距。”从产业链角度看,紫光在设计(紫光展锐、紫光国芯)、生产制造(长江存储等)和封测[控股上海宏茂微电子,收购矽品科技(苏州)]也都有布局,但生产都集中在存储,而且尚未大规模量产。“存储跟设计之间的分量哪个都不轻,一定程度上,存储在紫光集团承担的压力会更大,因为投资强度极大,经济风险也很大。”
进军公有云
紫光称,芯片产业可以提升紫光集团云计算产业的核心竞争力,而云计算产业又可以为芯片产业提供应用市场。
在接受第一财经等记者采访时,于英涛表示,国内目前有三类厂家在提供云服务,一类是以华为、新华三、浪潮、曙光等在内的传统ICT厂家所推广的私有云和公有云;一类是以互联网公司BATJ为代表的云厂家,以及UCloud、青云QingCloud等小众的专业云服务商。后两者除了在线上提供IaaS、SaaS及PaaS服务以外,更多在集中向企业级云服务发力。
在他看来,这已经威胁到了华为、新华三的地盘,“原来是它玩它的,我玩我的,现在它已经打到我地盘了。这是我们公有云最基本的一个战略,就是它打到我地盘了,我必须有还手之力。”
与互联网企业较早扎入云计算业务不同,ICT厂商的布局稍显迟钝。随着互联网企业在公有云市场上取得领先地位,并且从2C服务为主逐步向2B的企业级用户领域渗透,ICT厂商也奋起抵抗。去年8月,华为CloudBU正式迁移至华为集团下,地位仅次于华为三大BG(运营商业务BG、企业业务BG以及消费者业务BG),誓要成为全球“5朵云”之一。在今年3月30日举行的“H3CNAVIGATE2018领航者峰会”上,紫光集团宣布投资120亿元,正式进军公有云市场。赵伟国表示,云产业是紫光“芯云战略“的重要组成部分。于英涛称,紫光集团公有云的产品会在6月30日正式上线,并称紫光公有云在企业级客户细分领域可以做到前两位。
于英涛表示,公有云是一项烧钱的业务,“120亿的投入是一个基本线,甚至偏少了。未来,还会在发展过程当中通过自身发展或者融资等方式来加大投入。”
目前,中国公有云IaaS市场整体保持快速增长。根据国际研究机构IDC数据,2017年上半年整体规模超过10亿美元,同比去年增长近七成。2017年上半年,阿里云IaaS层营收5亿美元,占据47.6%中国市场份额,随后是腾讯云、金山云、中国电信和Ucloud。
在华为的2017年年报发布会上,华为轮值董事长胡厚崑也预判,“云业务1.0时期主要以互联网企业和中小企业为主,2.0时代将会有越来越多的大企业,尤其是传统行业用云的方式来完成它们的数字化转型。”
而企业客户被认为是ICT厂商的地盘。于英涛认为,与互联网云服务厂商相比,ICT厂商天然具有2B基因,这是其最大的优势。BAT从公有云向私有云进军,紫光集团则从私有云进入公有云。他表示:“紫光做公有云跟BAT为代表的公有云不太一样,属于错位竞争。我们可能起码在两到三年之内不会去做线上业务,不会对公共业务开放,我们只做企业级的公有云。”
无论是新华三还是紫光,都长期服务企业客户。于英涛表示,新华三以卖“盒子”出身,“路由器、交换机、服务器等各种各样的东西都是盒子。过去,企业用户买盒子找我,买私有云也找我,买公有云找别人(因为没有);现在,我提供操作全套解决方案给你,而且我是多云管理,用一套平台,一个操作系统来满足需求,可以提升效率,便于维护。”
不过,要完成从卖设备到提供服务的转变并不容易。于英涛坦言,“运营和服务是互联网公司的优势,也是我们的最大短板,我们缺乏运营经验,所以我们不敢进军2C领域,我们要向这些公司学习。”
于英涛称,紫光集团云网事业群中的旗舰企业就是新华三集团和未来的紫光云。新华三将会为紫光云提供技术和市场拓展方面的服务。在技术层面,紫光云所有的底层架构、技术协调研发目前都由新华三支撑。在市场拓展方面,紫光云的市场团队跟新华三的市场团队高度协同,“当新华三的客户需要紫光云服务的时候我们就会把他介绍给紫光云,甚至帮紫光云来代销。因为紫光云本身和新华三就是孪生兄弟。新华三的技术体系和销售力量是紫光云成功的最核心保障。”
(第一财经 来莎莎)
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