焦点分析|为什么英特尔要出售NAND闪存业务?
半导体领域又有一笔近百亿美元级的收购交易产生。
10月20日,SK海力士官方公布新闻称,将以90亿美元的价格收购英特尔的NAND闪存及存储业务,包括英特尔NAND SSD业务、NAND部件及晶圆业务,以及其在中国大连的NAND闪存制造工厂。英特尔将保留其特有的英特尔®傲腾TM业务,收购预计于2025年3月份全部完成。
SK海力士官方新闻
在此之前,就有消息称,英特尔计划以约100亿美元的价格将其存储芯片部门出售给SK海力士(SK Hynix Inc.)。受此消息影响,截至19日美股收盘,英特尔股价上涨0.78%,报54.58美元,盘中一度涨幅上涨2%至56.23美元;海力士股价下跌0.29%,收报13.93美元,盘中也曾上涨2%,报14.25美元。
近年来,英特尔“瘦身”也非首次,2019年,英特尔以10亿美元的价格将手机调制解调器业务卖给了苹果,今年2月又传出英特尔计划将家庭连接芯片部门卖给MaxLinear。SK海力士计划收购英特尔NAND资产的消息也在去年就曾传出。
作为世界半导体行业的领先大佬,此次英特尔为何要出售存储这一“老本”业务呢?
NAND业务连续亏损
据DRAMeXchange的数据显示,截止到2020年第二季度,英特尔以11%的市场占有率位列全球第六,而SK海力士的市场份额为12%是全球第五大NAND供应商。
NAND 又称NAND Flash,是一种非易失性存储颗粒,简单来说,这类存储器在断电后仍可稳定保留数据,通常用来制造硬盘等产品。
这一市场长期以来,几乎被三星、KIOXIA(铠侠,原东芝存储)、美光、西部数据、SK海力士、英特尔六家存储大厂垄断。这一交易一旦完成,如果仅是简单将英特尔和SK海力士的市场份额相加,根据2020Q2的数据,SK海力士的市场份额将超过20%直逼三星,成为NAND的第二大供应商,整个NAND的市场格局都将改写。
来源:TrendForce
对英特尔来说,NAND业务并非主业。据其2019年年报显示,NAND所在的非易失性存储器解决方案事业部(NSG)全年收入仅占总收入的6%
数据显示,截止2020年6月27日,英特尔的NAND业务在今年上半年为NSG带来了约28亿美元的营收,以及约6亿美元的营业利润。而在整个上半年,英特尔实现总收入395亿美元,占比仅7%左右。
而事实上,英特尔旗下的NSG事业部已经连续多年出现亏损,直到2020年第二季度才获得盈利。据财报显示,该业务2016、2017、2018年分别亏损5.4亿美元、2.6亿美元、500万美元,2019年营业利润亏损达12亿美元,直到今年才盈利。
NSG营收情况 来源:intel 2019年报
众所周知,存储是集成电路占比最大的品类,约占1/3。而其中DRAM和NAND是最重要的细分产品,合计占比约95%。根据DRAMeXchange的统计数据,2019NAND Flash的市场规模达460亿美元,占整个存储市场的42%。
而存储器行业具有周期波动特性。从历史表现上看,存储器行业总是处于交替出现的涨跌循环之中,其产业周期强于电子元器件市场整体的周期性,这主要受供给量和需求量的增减交替,供需错位的关系。2015年以来,PC、智能手机等移动终端需求剧增,刺激了NAND的市场需求,加上2017年NAND制程开始从2D转进3D,但不如预期顺利,影响产量,价格大幅上涨,同时也刺激了供给端厂商扩产。
英特尔于2015年宣布大连工厂建设二期工程,主要用于生产NAND闪存。2018年,三星电子发布消息,计划在未来三年内斥资70亿美元,扩大西安工厂约67%的NAND闪存产能,东芝和美光等闪存厂商也在同步扩充产能,长江存储的国产NAND闪存也在2018年开始量产。
来源:公开资料整理
根据DRAMeXchange提出的展望,NAND Flash供给将在2018年增加42.9%,需求端将成长37.7%,逐步转为平衡。但事实证明,供过于求的情况出现,2018年NAND的价格开始下降,根据Yole 预测,2018年NAND价格下降了15%。直到2019年,各厂商调整策略,到第三季度NAND的价格开始逐步企稳上升。2020年,受疫情等公共事件的影响,居家办公需求的激增,供应商产能恢复较慢,NAND的价格上涨,也让包括英特尔、SK海力士在内的厂商获利。
较大的价格波动也影响了英特尔在NAND业务中的盈利能力,早前就有外媒报道,受到闪存芯片价格显著下降影响,加之闪存的研发生产也需要大量资金,很难保障利润,英特尔考虑退出这一市场已经有一段时间。
大象转身不易,英特尔要聚焦重点业务
在官宣的新闻稿中还提及,英特尔计划将本次交易获得的资金用于开发业界领先的产品和加强其具有长期成长潜力的业务重点,包括人工智能(AI)、5G网络与智能、自动驾驶相关边缘设备。
值得注意的是,此次收购并不包括基于3D Xpoint技术的「傲腾(Optane)业务」。从公开信息来看,英特尔所生产的NAND闪存产品主要用于硬盘、U盘和相机等设备。
而傲腾业务目标正是云计算、人工智能、大数据等新型应用的数据中心市场。2019年4月,英特尔推出了SCM产品(Storage Class Memory存储级内存)——傲腾数据中心级持久内存SCM。
该产品发布后得到了许多大厂的应用,也有相应存储厂商开发与之相光的解决方案,诸如阿里巴巴、腾讯云、浪潮、中国电信、戴尔(EMC)等巨头都有使用该方案。此外,包括VMware vSAN、青云NeonSAN、SMATX、开源的Ceph等多种分布式存储也基于傲腾设计出多种有代表性的方案。
来源网络
数据中心无疑是英特尔的核心业务之一。2019年2月,英特尔的新CEO罗伯特·斯旺就在公开信中提到英特尔的转型——从以PC为中心转型成为以数据为中心。
如今,在数据中心(IDC)市场上,英特尔面对竞争也将越来越激烈。本月早些时候,AMD欲收购赛灵思的消息也被解读为进一步加强其在IDC市场竞争力的重要一步。并且AMD已经抢先英特尔一步发布7nm制程的数据中心处理器,而英特尔则在今年二季度,宣布7nm制程的处理器比其目标发布时间推迟6个月,这让市场对其充满担忧。
尽管此次出售并不涉及处理器,但AMD来势汹汹,英特尔以其他产品类型与处理器形成更好配合服务IDC市场也可能是更佳的选择。另一方面,傲腾也并非无敌手。英腾尔在存储行业的传统对手三星、东芝、美光、SK海力士也已推出或将要推出同类型产品。如何在这一市场保持优势,并取得更大市场份额也是英特尔必须考虑的问题。
对于SK海力士来说,这也将是一笔划算的买卖。SK海力士年报显示,在2020年二季度的公司收入达到8.6万亿韩元,同比增长33%,环比增长20%;本季度营业利润达到1.95万亿韩元,同比增长205%,环比增长143%;净利润1.26万亿韩元,同比增长135%,环比增长95%。其财报显示,截止到2020年3月31日,SK海力士的现金及现金等价物为3.92万亿韩元(折合340亿美元),拥有足够的现金储备完成此次收购。
从SK海士力的业务结构来看,二季度DRAM业务收入占比达73%,而NAND闪存业务收入占比仅为24%,注入英特尔的力量后,SK海士力有望迎来更均衡的业务结构。
另一方面,收购英特尔的NAND业务也能满足SK海力士在提高高附加值产品的商业价值以及产能提升的需求。位于中国大连的工厂,是英特尔2006年投资25亿美元建设,又于2015年投资55亿升级扩产,主要生产96层3D NAND闪存。
2019年,各大原厂纷纷扩张9X层3D NAND产能,但SK海力士动作迟缓。而收购英特尔大连工厂却能弥补其在这一块的产能缺失。此前有消息称,在2019年7月,SK海力士在遭遇日本对韩国的断供危机时,欲与Intel谈判收购大连工厂及3D NAND业务。
但也有分析指出,英特尔、SK海力士NAND Flash的融合问题SK海力士未来需要关注的焦点。因为在技术路线两者有所不同,在产品结构设计以及工艺参数需要进行调整,恐怕仍需经历较为痛苦的磨合期。
只有阿里腾讯才懂的芯片秘密
作者| 宇多田
出品| 虎嗅科技组
封面来自视觉中国
就在昨天,中国内存厂商长鑫存储(便是睿力集成),其悄然变更的股东信息引发了一些媒体和产业骚动。
因为在新增的19位股东中,“阿里巴巴”“腾讯”这两个名字极为引人瞩目。
图片来自企名片
合肥长鑫,这家成立于2016年,但注册资金高达485.7亿人民币的“创业公司”,是目前大陆唯一一家拥有Dram内存自主生产能力的芯片厂,背负着众多期望。而毫不意外,这个作为服务器“三大物理硬件”之一的内存芯片类型,对云计算巨头有多重要,自然不必多说。
易失性存储器 Dram,与NAND闪存同为存储产业最为流行的芯片类型,是一个全球规模约为900亿美元的市场 (数据来自TrendForce)。这个数字看起来虽然并不庞大,但几乎被三星、海力士以及美光 三巨头瓜分完毕。
因此,从供需稳定来看,正是由于真正Dram制造厂在国内的稀缺性等原因,让管理着庞大服务器机群的云计算厂商,需要提高对N种采购备选方案的掌控力。
作为超大数据中心的运营者,云厂商们都是Dram芯片的巨大消耗者。举个例子,亚马逊曾在2019年因三星Dram产品在设计层面存在底层缺陷而取消订单,对后者当季营业利润打击很大。
另一方面,权威市场分析机构Digitime整合业内消息来源认为,2022年云服务器和数据中心应用将成为Dram芯片市场主要增长动力,恢复大量出货势头,预计整体市场需求将增长15-20%;此外,美光在2022第一财季的数据重心业务增幅高达70%,主要贡献来自Dram与SSD产品。
而消息人士告诉虎嗅,业内预计从2022年第二季度开始,数据中心需求才能更加明显。
云巨头的硬件掌控力野心
另一边,毋庸置疑,与CPU、GPU及各类加速器一样,存储芯片对服务器架构创新与性能的颠覆同样具有极其重要的影响。
对于云厂商,巨大的计算并行处理量与神经网络规模巨幅增长 ,必然要求处理器更快从内存获取数据(这一点在文章《干掉英伟达?》里曾多次提及)。但宁畅信息技术专家告诉虎嗅,当前计算机是冯诺依曼架构,计算数据必须放在Dram内才可计算。所以,程序的大小决定了内存的大小。
“因此,单个程序和数据占用内存空间不断增加,导致内存容量持续扩张。为保持性能不下降,内存速率需与计算核数量同步增加。但实际已经快做不到了。”
去年,IEEE研究员兼3D存储芯片专家Joungho Kim也曾喊话,内存与处理器之间的性能差距比任何时候都要大,冯诺依曼架构现在应该叫“冯诺依曼瓶颈”。
因此,更多内存技术创新,在近年来,便围绕“怎样减少数据在芯片间的移动 ”展开了。
在阿里云开发者社区,数据专家曾详细科普过HBM(高带宽内存)、HBC(混合存储立方)等新型服务器内存。这一技术路径的思路比较直接好懂——让内存尽可能靠近CPU或GPU 。
(经提醒,这里需要着重强调一下:这里指的是HBM技术在内存产品上的创新,早在2016年AMD等企业就已经提出过HBM方面的创新点)
更具体一点,就是将处理器与内存堆叠成一个3D矩阵,然后凿在服务器主板上 。
它的最大优势,理论上,便是可以在极低频率与能耗下带来大带宽 。
这一技术路径反应在产品上,便是2021年8月三星发布的内存处理芯片——HBM2-PIM。三星技术专家用一种叫做硅穿孔(TSV)的互联线把Dram垂直连在一起,放在逻辑芯片上(下图)。
通俗一点讲,就是让一堆Dram簇拥着计算单元,齐心协力做跟AI任务相关的神经网络计算。
3D堆叠PIM-HBM
这一技术在2021年曾引起过存储产业内的轰动,但还尚停留在实验阶段。不过,头部存储企业已纷纷闻风而动。譬如,美光悄然为一种3D Dram技术提交了专利申请,而半导体材料巨头应用材料也迅速发布了一套3D Dram材料工程方案。
正如,EEtimes所说,这可能需要好几年,但 Dram 很可能会追随NAND的脚步,走向3D。
而阿里前段时间也曾发布过基于Dram 的3D 堆叠存算一体芯片,相关论文还被ISSCC 2022收录。当然,此为研究,并未投产,但这也是一个非常重要的信号。
很显然,对于服务器基础架构一直十分重视的云巨头,在以肉眼可见的方式,逐步“吞噬”服务器架构中的各个核心关键点 ——
以亚马逊AWS为例,在2015年收购以色列的安纳普尔纳峰实验室后,便从2017年开始,陆续推出了DPU芯片Nitro、Arm服务器CPU Graviton、Graviton2及Graviton3,以及机器学习训练加速器 Trainium 和机器学习推理加速器 Inferentia。
而阿里等中国云巨头在芯片研发上获得启发的时间,恰好是在AWS发布Nitro DPU前后。如今,基本也完成了从服务器CPU到AI加速器的“同等类别装备”。
基本可以明确的是,自亚马逊开了先河后,不断垂直整合云计算从底层到上层业务,把服务器架构自研能力掌握在自己手里,如今在顶级云厂商间已经达成了共识。
“阿里的野心,或者说魄力很大。”
一位不具名的服务器专家告诉虎嗅,阿里基础架构事业群AIS,在服务器架构自研与创新走的挺快,只是因为比较底层所以外界不太了解,知乎上甚至有人直接把他们归为“做运维的”。
由于这个事业群相当于整个阿里云软硬基础设施的“管家”,所以,各类技术专家集结在一起,必须在服务器、内核、容器、JVM、调度、数据库、存储、中间件等多个数据中心“节点”上做迭代与创新,当然,它也在采购和销售上有KPI指标。
“在存储这一块,他们是有一些想法的。基本是两条路, 第一个当然是买现成的三星海力士美光,另一个是从前年开始吧,阿里自己买‘颗粒’(内存芯片),来自己做DIMM。” 他说,AIS在实验室水平上应该没问题,量产可能会有挑战。
“更重要的是看他们的整合思路——加速卡(AI, 存储)、网路(DPU/SmartNIC)。芯片是平头哥或其他部门来做,但需求方则是AIS、阿里云以及蚂蚁金服。需求方也非常重要,决定了用什么、怎么用,以及怎么用能够让效能发挥到最大。”
他提醒我们要关注英特尔 IDM2.0开放战略,特别是不久前“要对外授权X86的策略和猜测”——“我想,很多人应该很快会有动作的”。
此外,根据虎嗅近一两年来从多方了解到的信息显示,阿里在云基础设施硬件创新和战略速度层面,虽然存在部分争议,但在国内的确要胜其他云厂商两三筹。
很明显,对国内存储市场的重视和投资,无论是保证供应链稳定还是技术创新,都极为有必要。
只有云厂商才能推动的存储芯片进步
在2020年写台积电时,我们就曾提过,如果说苹果、高通、英伟达们高端产品的成功,台积电的先进制程工艺必然是最大助力之一;那么台积电总是能占领最小制程高地的原因,前者也必然功不可没——
最好的下游技术与产品给你“导航”和试错,才能跟竞争对手打出一个漂亮的时间差。
那么云计算与半导体的关系同样如此。
譬如谷歌推出TPU时被普遍叫好,并使得GPU厂商产生警惕。很大原因便是,作为成千上万块芯片并行运算的使用者,云厂商太清楚芯片的问题到底出在哪儿了,毕竟样本实在是丰富。
早在几年前,多伦多大学曾做过一个关于“Dram致命缺陷”的重要课题。
他们经过多方周旋,终于从阿贡等大型国家实验室、谷歌和Facebook的大型数据中心取得了大量宝贵样本。让他们感到震惊的是,关于Dram的错误很常见,而一些数据中心的重大宕机事故更是源自Dram失常。
以谷歌为例,他们发现12% 到45% 的谷歌机器每年至少会遇到一次 DRAM 错误,有0.2%到4% 的机器由于 DRAM 错误无法纠正而意外关闭。
而在以往,无论是大型数据中心还是个人电脑中,产业内都会把Dram错误更多归咎于 “软性问题” ——根据IEEE杂志的解释,当物理设备在完全正常工作下,会受到某种短暂干扰(如宇宙射线产生的粒子)因而破坏了存储数据。
但这个想法此前几乎没有充分的实验支撑,某种程度上就是缺乏样本。没错,企业数据中心不愿透露,而实验室的样本量又少。实际上,经过他们的调查,结果令人震惊,其实大多数错误来自“硬性错误”。
没错,就是Dram芯片本身存在的问题。
调查者获得了谷歌某些数据中心的权限,在调查后发现,是一小部分机器造成了大部分错误 。也就是说,错误倾向于一次又一次地出现在相同的内存模块 上。
那么我们试想一下,如果是软性错误,譬如某个射线粒子导致Dram失常,那么应该被击中的几率是相同的。这就意味着,以前的论断都是错误的。
IEEE最后给出的解决方法偏向于云计算厂商,譬如,利用计算机操作系统来删除和预测内存错误地址或内存页。
但从硬件角度来思考,云厂商恰恰能发现那些实验室和消费端产品测试不出的硬件错误,极有利于半导体厂商改进和升级下一代硬件。
这可能也是云厂商一个个被戏称为“已变成CPU或存储器公司”的最大原因之一。
但无论如何,从设计、制造、量产等综合难度上,硬件需求量庞大的云厂商依然需要强依赖于半导体厂商。而云厂商的自我底层革新,以及与半导体巨头的紧密合作,或许在3~5年里,会对我们国内尚未壮大起来的存储等其他方面的自研能力,有一些实质性的帮助。
我是虎嗅科技组主笔傅博,关注半导体与自动驾驶。(微信:fudabo001,加微信请务必备注身份)
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