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財經 | 產業動態

全球缺晶片,英特爾卻痛失大客戶…專家分析:3個蘋果自造晶片主因

MacBook pro (來源:Dreamstime)
撰文者:林志佳
鈦媒體 2021.10.21
摘要

1.10月19日,蘋果與阿里都發布了自研晶片,應用領域、自用型態不盡相同,但皆是棄英特爾轉而擁抱ARM。雖然這不是巨頭第一次推出基於ARM架構的晶片,但足見各家對於「自研晶片」的期望。

2.關於巨頭自研晶片升級,業界專家認為有3大主因:增強自主可控能力;ARM架構應用廣泛,與自身演算法結合生產更高性能產品;資金能力和產業鏈話語權不斷增強,使得巨頭們有信心「自造晶片」。

一天之內,兩家公司的兩場發佈會,似乎讓晶片巨頭英特爾(Intel)有點苦悶。

10月19日淩晨1點,蘋果公司(Apple)發佈了一系列新MacBook Pro產品,由基於ARM架構、5nm製程工藝的自研Silicon M1 Pro和M1 Max兩種不同的新桌面處理器(SoC)提供晶片支援,全面取代英特爾酷睿系列,是蘋果迄今打造的最強晶片。

9個小時後202雲棲大會上,阿里巴巴旗下半導體公司「阿里平頭哥」發佈基於ARM架構的自研通用伺服器(CPU)晶片倚天710,採用5nm工藝,容納高達600億個電晶體,性能超過業界標竿20%,能效比提升50%以上,聲稱是業界性能最強的ARM伺服器晶片,同時也是阿里第一顆為雲而生的CPU晶片。

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儘管自研晶片的應用領域、自用型態不盡相同,但處於全球晶片短缺之際,蘋果、阿里平頭哥兩家公司卻不約而同擁抱ARM架構,選擇發力自研晶片設計,與英特爾和x86處於「若即若離」的關係。

失去了重要客戶,英特爾同樣也感受到了壓力。前兩天,英特爾CEO紀辛格(Pat Gelsinger)接受美國媒體Axios採訪時表示,他不怪蘋果公司放棄英特爾並決定打造自己的晶片,但希望能贏回這個客戶。

「蘋果決定他們自己可以製造出比我們更好的晶片。而且,你知道,他們做得很好。所以我要做的就是,生產出一款比他們自己做的(M1)更好的晶片。隨著時間的推移,我希望能贏回他們的這塊業務,以及其他許多業務。」紀辛格表示。

(來源:鈦媒體整理)

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截至發稿前(北京時間10月20日淩晨),英特爾(NASDAQ:INTL)股價收盤時報55.21美元/股,僅漲1.17%;蘋果(NASDAQ:APPL)股價報148.76美元/股,漲1.51%,市值達2.46兆美元;阿里巴巴美股(NASDAQ:BABA)股價漲超6.10%,報收177美元/股;阿里港股(09988.HK)漲1.17%,報收164.8港元/股,市值為3.57兆港元。

阿里3年磨一「劍」

倚天710所屬的通用處理器晶片領域,是資料中心最複雜的晶片之一,其架構設計之複雜、技術難度之高,致使多年以來,掌握這一技術實力的企業屈指可數。

實際上,全球三大指令集架構x86、ARM、RISC-V中,x86已是伺服器晶片市場的主導者,x86霸主英特爾長期佔據主導地位。

但過去3年間,市場格局開始發生變動,ARM公司開始向伺服器市場發力,於2018年10月宣佈推出一款專為雲端資料中心、邊緣運算(編按:將原本完全由中心節點處理大型服務加以分解,切割成更小與更容易管理的部份,分散到邊緣節點去處理。邊緣節點更接近於使用者終端裝置,可以加快資料的處理與傳送速度,減少延遲。)及5G網路市場而打造的全新Neoverse系列伺服器晶片,並逐步完善V、N、E三大系列產品路線圖,隨後該公司發佈了ARM v9架構,加速了整體產品佈局。

阿里很早就開始了自研晶片佈局。2017年10月,阿里成立達摩院,隨後組織了一支由半導體行業工業界和學術界頂級專家組成的技術團隊,開始專攻核心晶片設計技術;2018年,阿里全資收購中國唯一擁有自主嵌入式CPU IP core的半導體公司中天微,隨後兩家合併成立平頭哥半導體公司。

過去3年間,阿里平頭哥完成了從發佈首款RISC-V處理器玄鐵710、首款雲端AI推理晶片含光800,以及如今首款通用伺服器晶片倚天710。其中前兩款更多是在AIoT領域應用,搭配AI技術系統的硬體設定等,如今新的晶片則向CPU處理器領域施力。

2021雲棲大會上,阿里雲智慧總裁、達摩院院長張建鋒表示,這款晶片將不對外出售,主要是阿里雲自用。他強調,「我們將繼續與英特爾、輝達、AMD、ARM等合作夥伴保持密切合作,為客戶提供更多選擇。」

與阿里類似,蘋果也不是首次研發基於ARM的M1 Pro和M1 Max處理器。如果你還記得去年WWDC發佈M1的時候,蘋果就說了,這就是一顆改進的移動處理器。而蘋果研發A系列移動處理器,則要追溯到賈伯斯時代,如今已超過10年。

儘管M1「移動SoC」用在了MacBook設備上,但適配性和運算仍依賴桌面軟體優化。以手裡使用的Macbook Air為例,在實際應用上,M1筆記型電腦與Intel酷睿版本體驗幾乎一致,性能和散熱優勢盡顯。

蘋果發佈會上公佈的資料顯示,在CPU多執行緒性能指標方面,與英特爾的酷睿i7-1185G7做了一些比較,蘋果M1 Pro/Max晶片的性能都大大優於英特爾提供的任何產品,而且功耗大大降低。而展示的性能/功率曲線顯示,在30W的相同功率使用下,新M1 Pro和Max在CPU輸送量上比英特爾酷睿i7-11800H快1.7倍。相同的性能水準下,新的M1 Pro/Max實現了 70% 的低功耗,遠遠領先於英特爾目前所取得的成就。

CPU性能比較圖。
CPU性能比較圖。 (來源:Apple)

除蘋果公司、阿里平頭哥之外,華為、字節跳動、騰訊、百度也都在佈局晶片領域,甚至還有Google、亞馬遜、微軟。2018年11月,全球第一大雲服務商亞馬遜AWS就推出基於ARM架構的首款伺服器晶片。

巨頭「造晶片」戰升級背後的三大原因

那麼,業內如何看待蘋果、阿里放棄了英特爾和它的x86、過渡到ARM,造價上億元自研晶片?

對此,鈦媒體App採訪了新思科技中國副總經理謝仲輝、壁仞科技聯席CEO李新榮等多位半導體行業專家,大概梳理了3個「自研晶片」主要原因。

一是增強自主可控能力

由於晶片是伺服器、消費電子等產品的底層基礎。沒有高性能晶片,很難完成AI運算力和演算法提升。而且,去年中國浪潮和英特爾之間的「臨時性斷供」風波等事件對產業如鯁在喉,給其他企業提了重要警告。在百度造「昆侖芯」這一前車之鑒下,透過ARM IP的設計自研晶片方式,脫離英特爾x86架構,加速中國國產自研雲端伺服器晶片步伐,不斷形成自主可控的軟硬體解決方案。

蘋果方面,英特爾酷睿系列產品製程(14nm)落後於競品,散熱性能都弱於ARM架構產品,加上英特爾產品每年12月推出,Mac設備則發佈於每年6月WWDC期間,導致半年空窗期讓蘋果研發進度落後於市場。庫克想要掌控自主話語權,改進A系列移動處理器/ARM,那麽M1系列晶片成為了新選擇。

據《紐約時報》報導,英特爾最早一度被預計:於2015年推出的最新晶片製造工藝,實際直到2019年才開始大批生產;這個延遲給台積電和三星機會,生產了多家公司設計的晶片。

二是ARM架構應用廣泛,與自身演算法結合生產更高性能產品

透過打造高性價比的自研雲端晶片,結合自身場景需求,為客戶提供更豐富的選擇,以及更高性價比的軟硬體協同方案,已是近年多家雲端計算巨頭重點發展的方向。同時,基於ARM架構的伺服器晶片在技術、性能、生態系統方面都日益成熟,這給自研晶片廠商提供了便利的土壤。

今年7月,鈦媒體App參與的一場閉門演講中,蘋果公司大中華區董事總經理葛越提到,蘋果端到端的產品設計,從晶片到硬體再到軟體全站式覆蓋。這意味著其設計的是完整的使用者體驗,包括從晶片到作業系統,以及從拍攝到分享、溝通、創造和學習等一系列的豐富功能。

近日,謝仲輝(新思科技中國副總經理)在接受鈦媒體App採訪時表示,這些互聯網企業深知自身的晶片技術起步比較晚,研製出的晶片本身性能弱於成熟晶片公司。然而他們則更加依靠對系統理解的優勢,透過軟體演算法與晶片硬體的協調優化實現差異化。

這些企業依靠更加緊密的軟硬體結合方式,進而讓晶片實力達到更高水準,最後應用到產品對應的場景體驗當中。

李新榮(壁仞科技聯席CEO)接受鈦媒體App獨家採訪時則表示,做一顆晶片,不只是硬體能力、軟體演算法,生態等一體化的能力都至關重要,使程式能跑得更快更好。但他也指出,如今蘋果在手機市場一家獨大,話語權越來越高,導致蘋果創新能力變弱,真的已阻礙了行業進步。

昨晚ARM公司首席執行官Simon Segars表示,在人工智慧、5G和物聯網領域,ARM架構有很好的應用場景,接下來ARM發佈的兩款處理器架構將有望實現高達30%的代際性能提升。

三是資金能力和產業鏈話語權不斷增強,使得巨頭們有信心「造芯」

包括倚天710、M1在內的晶片集成如此多先進技術,也意味著這款晶片的成本非常高昂。隨著企業規模能力的提升壯大,晶片研發的資金能力已不再是問題,而阿里、騰訊這些企業在產業鏈話語權的不斷增強,讓晶片能夠更快流片、量產。

每奈米,等於10億分之1米,測量晶片內電晶體的尺寸。通過使它們更小,晶片設計商可以塞進更多的電晶體,使晶片變得更小、更強大。

據市場調研機構IBS的資料顯示,28nm工藝的成本為6千290萬美元,到了7nm和5nm,晶片的成本迅速暴增,5nm將增至4.76億美元。

謝仲輝曾提到一個現象,互聯網企業設計晶片,不只是把大量錢投入進去,而是更加專業,讓整個晶片EDA、製造、封裝企業負責人都去參與進去,背後花更多時間,更多工程師,多位產線人員把控晶片品質。這體現出互聯網企業擁有很強的話語權驅動能力。

在全球疫情導致的晶片極度短缺的大背景下,蘋果公司、阿里平頭哥能夠此刻發佈晶片產品,就顯得更加值得推敲,從先期研發、供應鏈、軟體生態配合、市場行銷,每一環都能體現出這些企業的產業鏈能力與實力。

不過,如何交付產品,或許是庫克現在首要考慮的問題。在此背景下,新的Macbook Pro何時銷售依然需要時間等待。

此外,也有業內人士提醒,ARM公司畢竟是英國半導體公司,輝達還希望收購ARM,未來是否持續中立,ARM IP會不會影響中國國產晶片的體系,依然有待討論。而加快自研晶片體系建設,積極佈局RISC-V等開源晶片架構,則是未來中國半導體產業發展的重中之重。

請回紀辛格,英特爾還能挽回蘋果嗎?

2021年2月15日,英特爾新一任CEO由紀辛格正式上任,成為英特爾成立以來的第8任CEO。據悉,紀辛格19歲加入英特爾,而後一待就是30年,2000年升任首席技術官,是英特爾的第一代首席技術官,曾帶領英特爾研發過多款微處理器專案。直到2009年,跳槽至現在隸屬於戴爾電腦的EMC。

年初回歸之後,紀辛格推出「四步走」戰略,調整內部團隊架構,推出IDM 2.0模式,更改制程工藝名稱,加速5nm的研發進程等。今年3月,紀辛格曾公開喊話,要讓英特爾重整旗鼓,恢復昔日晶片製造龍頭的景象。資料顯示,該公司在2021年的資本支出會達到200億美元,創近10年來最高。

不過彭博社報導指出,像亞馬遜、Google、蘋果等公司是英特爾晶片的大買家,但因為英特爾推出更新、更快的晶片時間不斷延期,客戶出走,這些大公司傾向晶片自研設計,然後委託台積電、三星、日月光等晶片代工廠製造生產。所以在享受自研之際,英特爾想要挽回,光有決心是很難支撐企業買晶片,追趕ARM依然是重要課題之一。

此前有多位半導體行業分析師對鈦媒體App表示,蘋果公司在這兩年囤積了大量晶片產能,不太可能會短期重新用回英特爾酷睿系列晶片。

那麼,英特爾接下來的佈局則會更加重要,如何用能力挽回蘋果,依然需要時間驗證。

鈦媒體App瞭解到,北京時間10月28日淩晨,英特爾將會在On創新技術會上發佈重磅產品,預計可能會推出基於one API體系、對標輝達CUDA的新軟體系統/生態,補足英特爾創新生態的最後一環。

*本文獲「鈦媒體」授權轉載,原文:为何苹果、阿里都想干翻英特尔?|硅基世界

核稿編輯:鍾守沂
責任編輯:易佳蓉

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