2020年12月21日 | 自给自足盛行，芯片巨头该如何生存

2020-12-21 来源：半导体行业观察

世界上最大的半导体公司面临越来越大的竞争威胁：因为他们的最大客户开始生产自己的芯片，以适应云计算和人工智能等领域的需求。

长期以来，芯片一直由大制造商和设计公司统治，例如英特尔公司， AMD公司和图形芯片制造商Nvidia 。现在，包括Amazon 、微软集团和Google等云厂商都在竞相寻求提高性能和降低成本的方法，而自研芯片就是他们的一个选择，这进而改变了行业的力量平衡，并促使传统芯片制造商通过为主要客户制造更专业的芯片来做出回应。

亚马逊本月推出了一款新芯片，该芯片有望加快使用人工智能的算法从数据中学习的速度。该公司已经为其云计算部门（称为Amazon Web Services）设计了其他处理器，其中包括称为中央处理单元的计算机的大脑。

今年以来，疫情的流行，推动公司广泛使用这些远程服务器来使用这种数字工具，这便加速了云计算的兴起。在远程工作期间，亚马逊，微软，谷歌和其他公司在云中获得了强劲的增长。

商业客户对分析他们在产品和客户上收集的数据的需求也越来越高，这刺激了人们对人工智能工具的需求，这些信息需要能够理解所有这些信息。

谷歌是科技巨头中的先驱者，他们早在2016年就发布了AI处理器，并自此以来对其硬件进行了多次更新。软件巨头微软（在亚马逊之后的云计算中排名第二）也投资了芯片设计，包括用于处理AI的可编程芯片和另一种增强安全性的芯片。据一位熟悉其计划的人士说，它现在还在中央处理器上工作。彭博新闻此前曾报道过微软在CPU方面的努力。

推动技术巨头前进的是半导体行业运作方式的变化，以及人们日益意识到摩尔定律（该定律是对芯片性能不断提高的基本假设）正在失去相关性。结果，公司正在寻找新的方法以提高性能，而并非总是以速度来衡量，而是有时会降低功耗或发热量。

一直在寻求专业芯片的谷歌云部门的副总裁兼工程研究员帕塔·朗格纳森说：“摩尔定律已经存在了55年，这是它第一次出现实质性的放慢。”

云计算巨头的庞大规模给传统芯片生产商带来了挑战。过去，半导体制造商倾向于为通用应用设计其高性能半导体，而将其留给客户以适应并充分利用芯片。现在，最大的客户有财力推动更优化的设计。

“尽管英特尔在1990年代比其所有客户都要大一个数量级，但现在客户的规模已经超过了供应商，”纽约资金管理公司ARK Investment Management的分析师James Wang说。“因此，他们有更多的资本和更多的专业知识来内部组装零件。”

按市值计算，英伟达现在是美国最大的芯片制造商，市值达到3300亿美元，英特尔的市值为2070亿美元。云巨头，亚马逊，微软和谷歌母公司的市值都超过1万亿美元。

合同芯片制造商的兴起，使得定制服务在一定程度上成为可能，这些合同芯片制造商生产其他公司设计的半导体。这种安排有助于技术巨头避免建造自己的芯片工厂的数十亿美元成本投入。台湾积体电路制造股份有限公司更是已跃居芯片生产技术的最前沿。

这些变化使芯片设计公司Arm Holdings Ltd.受惠，该公司出售在支付许可费后任何人都可以使用的电路设计。苹果公司是Arm的主要客户，所有自己制造芯片的大型科技公司也是如此。

据估计，亚马逊，谷歌和微软各自在全球范围内的数据中心网络中运营数百万台服务器供自己使用，并将其出租给数百万云计算客户。当扩展到这些庞大的技术帝国中时，即使是性能的小幅提高以及电源和冷却芯片成本的微小降低，也值得付出努力。Facebook公司也已经探索自己的芯片的工作。

AWS副总裁戴维·布朗（David Brown）说，对于亚马逊来说，制造自己的处理器是一个显而易见的选择，因为通过降低与大数据中心运营商不需要的旧软件和英特尔芯片的其他标准功能的兼容性可以实现性能提升。

他说：“我们能够构建针对云优化的[芯片]，因此我们能够删除很多不需要的东西。” 大约五年前，亚马逊收购了一家以色列公司安纳布尔纳实验室（Annapurna Labs），从而在很大程度上推动了亚马逊的芯片制造工作。

定制芯片在消费产品中也越来越受欢迎。苹果公司从Intel购买了15年芯片后，今年开始在Mac中使用自己的处理器。谷歌已将其AI芯片整合到其Pixel智能手机中。

芯片行业分析师Linley Gwennap表示，到目前为止，传统芯片制造商失去的业务很少。他说，所有基于Arm的定制中央处理器的市场份额均不到1％。他说，Google的AI芯片是迄今为止技术公司设计的最大数量的处理器，至少占所有AI芯片的10％。英特尔仍然提供进入数据中心的绝大多数CPU。

在争夺云计算和AI芯片霸主地位的竞争中，现任企业也并非闲着。Nvidia今年同意收购Arm，这将是芯片行业最大的一笔收购。负责Nvidia数据中心业务的Ian Buck表示，该公司正在与最大的客户紧密合作，以优化其芯片在硬件设置中的使用。

英特尔表示，出售给大型数据中心运营商的服务器中央处理器中约有60％是根据客户需求定制的，通常是通过关闭他们不需要的芯片功能来实现的。

英特尔还投资了自己的AI处理器和其他专用硬件，包括去年以约20亿美元收购了位于以色列的Habana Labs 。AWS最近同意将Habana的AI训练芯片放入其数据中心，因为亚马逊正在开发其竞争对手的芯片，该芯片认为明年上市时性能会更好。

英特尔数据平台集团首席战略官Remi El-Ouazzane表示，Habana被AWS采用后，可能会帮助他们挑战Nvidia，后者长期以来一直是AI训练市场的主导者，他表示到2024年其市值将超过250亿美元。英特尔的新机遇，这是一个很大的市场，”他说。

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