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。
国产DRAM新成员:融资33亿,最早2021年量产
(观察者网讯 文/吕栋 编辑/尹哲)
继长鑫存储年底交付、紫光集团布局重庆后,DRAM芯片国产化阵营再有新成员加入。
12月27日,北京兆易创新科技股份有限公司(下称:兆易创新)透露,该公司最早将于2021年完成其首款DRAM芯片的封装测试以及客户验证,测试成功后将进行大批量产。
观察者网查询发现,在此之前的9月30日,兆易创新发布的《非公开发行A股股票预案》(下称:《预案》)中介绍:该公司拟募集资金33.2亿元用于DRAM芯片研发及产业化项目。
值得一提的是,长鑫存储12英寸存储器晶圆制造基地项目总投资约1500亿元,而紫光集团未来十年投资在DRAM领域的投资或高达8000亿元。
而上述长鑫存储项目由兆易创新和合肥产投合作开展。不过,今年9月23日,兆易创新公告称,该公司当时正筹划的上述募资与长鑫存储项目无关,“公司与合肥长鑫等项目实施主体以各自独立发展模式运营”。
目前,中国是DRAM芯片的全球最大市场,但三星、海力士、美光等企业在华占据主导地位,这也使得DRAM成为我国受外部制约最为严重的基础产品之一。
观察者网注意到,今年以来,兆易创新股价涨幅近230%。截至12月31日A股收盘,该公司股价报204.89元/股,总市值达658亿元。
DRAM芯片(资料图)
募资33.2亿研发DRAM
根据上述《预案》披露,兆易创新拟向不超过10名特定投资者非公开发行不超过6422.4万股(含本数),募集资金总额(含发行费用)不超过人民币43.2亿元。其中,本次募集的33.2亿元将用于DRAM芯片研发及产业化项目,剩余的10亿元将用于补充流动资金。
《预案》中介绍,兆易创新拟通过上述项目,研发1Xnm 级(19nm、17nm)工艺制程下的DRAM技术,设计和开发DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4系列DRAM芯片并实现产业化。
根据《预案》,兆易创新已组建由数十名资深工程师组成的核心研发团队,涵盖前端设计、后端产品测试与验证,该团队的核心技术带头人员从事DRAM芯片行业平均超过二十年。
12月27日,在回复证监会反馈意见时,兆易创新透露,其首款DRAM芯片计划于2020年展开流片试样,并将于2021年进行封装测试以及完成客户验证,测试成功后进行大批量产。除此之外,其多系列DRAM产品将在2025年之前陆续完成研发及量产。
上述《预案》指出,截至目前,DDR3、DDR4为最主流、最成熟的DRAM技术,2019年电子器件工程联合委员会(JEDEC)发布的DDR5技术标准讨论版,尚在不断完善更新中。
不同代际的DDR技术基本参数
在谈及本次募资研发DRAM芯片的目的时,《预案》中称,本次非公开发行是为发挥该公司在存储器领域的优势,实现高技术产品的进口替代,实现高端通用芯片自主可控,助力国家支柱产业的崛起。
另外,DRAM作为集成电路领域通用芯片,产品标准化,非常适宜于迅速扩张,项目完成后,该公司将掌握DRAM技术、具备DRAM产品设计能力,竞争力及行业地位将得到提升。
《预案》中还指出,兆易创新的Flash芯片下游客户与DRAM芯片的下游客户重合度较高,且大部分客户应用的系统架构同时包含Flash及DRAM,因此该公司在Flash领域的设计经验将对DRAM芯片设计产生重要的支持作用。
公告截图
长鑫年底交付、紫光布局重庆
中国作为全球最大的DRAM需求市场,国内市场一直被国外厂商垄断,各类型产品严重依赖进口。
根据赛迪顾问的数据,2018年,三星、海力士、美光三家企业的DRAM产品在中国市场的销售总额达到3340.6亿元,约占整个中国DRAM市场的97.6%。
但让人欣慰的是,据电子工程专辑(EETimes)12月3日报道,合肥长鑫存储已宣布成为中国国内第一家也是唯一一家DRAM生产商。
长鑫存储的代表向上述媒体表示,该公司已经完成合肥Fab 1及研发设施建设,月产能2万片,并计划在2020年第二季度将产能提高一倍,达到每月4万片,约占全球内存产能的3%。
长鑫存储厂房效果图 图自长鑫存储
9月30日,总投资约1500亿元的长鑫存储内存芯片自主制造项目宣布投产,其与国际主流DRAM产品同步的10纳米级第一代8Gb DDR4首度亮相,一期设计产能每月12万片晶圆,首批芯片今年底将交付客户 。
值得一提的是,长鑫存储项目由合肥市产业投资控股集团(下称:合肥产投)和兆易创新合作开展。
2017年10月,兆易创新发布公告,宣布与合肥产投签署合作协议,研发19纳米制程的12英寸晶圆DRAM,预算为人民币180亿元,前者筹资20%。
按照产能的约定,该项目研发及生产的DRAM芯片优先供兆易创新销售并满足其客户的需求;该项目优先承接兆易创新DRAM的代工需求,为其产品的流片、生产提供支持。
今年4月,兆易创新再次公告,与合肥产投、长鑫集成签署《可转股债权投资协议》,以可转股债权方式对长鑫存储项目投资3亿元,履行前述合作协议中约定的部分筹资义务。
9月23日,兆易创新公告称,除了尚未转股的可转债债权外,该公司对上述项目尚无其他出资,其在该项目的后续筹资规模及投入方案尚未最终确定,也无收购合肥产投在项目权益的规划。
兆易创新同时强调,“公司与合肥长鑫等项目实施主体以各自独立发展模式运营”。
除了长鑫存储,紫光今年也开始加码DRAM。6月30日,紫光集团宣布成立DRAM事业群。该集团还计划于年底在重庆开工建设DRAM工厂,主要制造12英寸的DRAM存储芯片,预计2021年量产。
据台湾《经济日报》9月18日报道,紫光集团DRAM事业群CEO高启全表示,目前韩国和美国都不愿将技术授权给中国大陆厂商,因此中国要规避三大厂的专利,不是短时间可以达成的,得靠汇集更多优秀人才,希望五到十年能看到成果。
该报道还称,在政府支持下,紫光集团积极发力DRAM自主生产,内部已计划未来十年投资高达人民币8000亿元,全力推动并积极冲刺DRAM量产。
另外,2016年5月,福建晋华与联电签署技术合作协议,开发DRAM相关制程技术。由晋华支付技术报酬金,开发出的DRAM技术成果,将由双方共同拥有。
然而,去年10月29日,美国商务部发布公告称,将福建晋华集成电路有限公司加入实体清单,对其采取限制出口措施。理由是:“福建晋华即将完成DRAM的量产,该技术可能源自美国。”
11月3日,晋华回应称,晋华公司始终重视知识产权保护工作,不存在窃取其他公司技术的行为。当时,据“DIGITIMES”报道,美国政府下达出口禁令后,晋华斥资60亿美元的半导体厂房直接停摆。
17亿收购思立微
值得一提的是,成立于2005年的兆易创新最初起步于闪存芯片设计行业,主营业务为闪存芯片及其衍生产品、微控制器产品、传感器模块的研发、技术支持和销售。
Web-Feet Research数据显示,2018年兆易创新的NOR Flash(代码型闪存芯片)产品全球销售额排名第五,市场占有率为10.9%。
观察者网注意到,在上述募资之前,兆易创新曾于今年6月和7月分别通过增发方式完成14.45亿元和9.78亿元融资。
去年1月,兆易创新发布的募资预案显示,该公司拟以89.95元/股发行股份及支付现金的方式,作价17亿元收购上海思立微100%股权,其中股份支付对价为14.45亿元,现金支付对价为2.55亿元。
同时,兆易创新拟采取询价方式定增配套募资不超10.75亿元,用于支付本次交易现金对价、14nm工艺嵌入式异构AI推理信号处理器芯片研发等项目以及支付本次交易相关的中介费用。
不过,兆易创新2018年10月16日发布公告,将募集资金金额从前次合计10.75亿元调减至9.78亿元。
公告截图
据介绍,思立微成立于2011年,主营业务为智能移动终端传感器SoC芯片和解决方案的研发与销售,提供包括电容触控芯片、指纹识别芯片、新兴传感及系统算法在内的人机交互全套解决方案。
兆易创新表示,本次交易系该公司对集成电路产业同行业优质企业的产业并购,旨在整合境内优质的芯片设计领域资产,获取智能人机交互领域的核心技术,拓展并丰富公司产品线,在整体上形成完整系统解决方案,并有助于强化该公司行业地位,做大做强我国集成电路产业。
今年5月31日,兆易创新发布公告,上述发行股份及支付现金购买资产并募集配套资金事项之标的资产上海思立微100%的股权过户手续及相关工商变更登记已完成,该公司持有上海思立微100%的股权。
另外,观察者网查询“i问财”发现,兆易创新曾在2017年2月发布总计约68亿元的融资计划,但此后被停止实施。
该公司2月28日发布的融资预案显示,兆易创新拟以发行股份及支付现金的方式收购上海承裕等合计持有的北京矽成100%股权,同时向名建致真、上海承芯等10名特定投资者发行股份募集配套资金,用于支付本次交易的现金对价和中介机构费用。
但当年8月8日,兆易创新公告,北京矽成下属主要经营实体ISSI的某主要供应商认为,该公司此次重组后将成为其潜在有力竞争对手,要求ISSI与其签署补充协议,在此次交易完成时其有权终止相关供应合同。
“经评估,该事项将对北京矽成未来经营业绩造成较大不利影响。交易多方一致同意终止本次交易,并向中国证监会申请撤回重组相关文件。”公告中称。
“i问财”截图
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