激盪50年!AMD逆襲Intel,晶片行業要變天?

互聯網那些事v 發佈 2023-01-04T17:54:21.384234+00:00

風雲激盪五十年,系出仙童同宗的AMD,一步步活成了Intel的最強勁敵,有人說,是Intel當年的仁慈,給了AMD喘息之機;

要說手機圈的最強德比,系出步步高同門的OPPO和vivo恐怕是最佳範例,而說到半導體圈,放眼全球,最強德比非Intel和AMD莫屬~

風雲激盪五十年,系出仙童同宗的AMD,一步步活成了Intel的最強勁敵,有人說,是Intel當年的仁慈,給了AMD喘息之機;也有人說是Intel的不努力,造就了AMD的超越……

仙童究竟是何方神聖?

「如果你沒聽過仙童,那你絕不了解半導體!」——筆者。

作為矽谷最古老最傳奇的半導體企業,成立於60年代的仙童半導體是公認的「矽谷搖籃」和電子、電腦行業的「西點軍校」,早在1967年,仙童公司的營業額就已逼近2億美元,這在當時是堪稱天文級的數據,但真正令仙童出圈的卻是其靈魂人物「矽谷八叛將」的聞名遐邇。

時光倒回到1947年12月,美國貝爾實驗室,肖克利與同事巴丁和布拉頓成功研製出世界第一個電晶體,作為20世紀最偉大的發明之一,電晶體自誕生起就成功吹響了信息技術革命的號角,意義重大且深遠,肖克利更成了令無數半體導後輩高山仰止的「電晶體之父」:

左起:巴丁、肖克利、布拉頓

1955年,因發明電晶體而獲得諾貝爾物理學獎的肖克利博士,離開貝爾,創立了名震江湖的肖克利半導體實驗室,因為肖克利聲名在前,實驗室成立伊始,就吸引了全世界的半導體英才到來,1956年,八位年輕有為的科學家齊刷刷加盟肖克利實驗室 ,他們便是後來的「肖克利八弟子」。

毋庸置疑,肖克利是一位偉大的天才型科學家,但卻不是一位好的企業管理者,其偏執於技術突破也一度讓電晶體的商業化進程受阻,而且為人獨斷專橫,對下屬充滿了不信任,在這樣的大背景下,肖克利座下「忍無可忍」的八大天才門徒開始了集體大出走,才有了後來的「矽谷八叛將」一說。

左起分別為:戈登·摩爾、謝爾頓·羅伯茨、尤金·克萊爾、羅伯特·諾伊斯、維克多·格里尼克、朱利亞斯·布蘭克、金·赫爾尼、傑·拉斯特

1957年10月,「八叛將」租下了位於矽谷瞭望山查爾斯頓路的一處公寓,這便是後來名聲大噪的仙童公司的辦公場所。

60年代是仙童的全盛時期,彼時進入仙童的虞有澄博士(現英特爾副總裁)無比自豪地回憶道:「進入仙童公司,就等於跨進了矽谷半導體工業的大門」。

不過也許是創業的慣性使然,眼看仙童家大業大,八叛將們卻各自為營,打起了算盤,最終醞釀了第二次的大出走,Intel和AMD才有了面世的機遇:

1966~1967年,鮑勃·韋勒和仙童總經理查爾斯·斯波克先後離開仙童,加盟美國國家半導體公司;

1968年,「八叛將之首」羅伯特·諾伊斯、戈登·摩爾(大名鼎鼎的摩爾定律發明人)和安迪·格魯夫成立了英特爾公司;

圖:羅件特·諾伊斯

1969年,仙童公司營銷總監傑里·桑德斯帶著7位仙童員工成立了AMD(美國超微半導體公司);

包括後來大名鼎鼎的紅杉資本,其創始人也是由曾履職仙童銷售VP的Don Valentine所創立

……

據統計,1969年森尼維爾舉行的世界半導體工程師大會,來自全球各地的400位與會者中,未曾有仙童公司履歷的工程師,僅有24位,意味著,376位半導體工程師都曾與仙童有過關聯,而仙童「分崩離析」後,與仙童有淵源的半導體公司,多達400餘家。

「仙童半導體公司就像一個成熟的蒲公英,你一吹它,這種創業精神的種子就隨風四處飄揚了」蘋果已故創始人&CEO史蒂夫·賈伯斯曾如此形容道。

某種程度上講,是仙童造就了矽谷如今的繁榮景象,當然,系出仙童同宗的半導體巨頭中,尤以Intel和AMD最為人矚目,問題也就來了,自創立之始就一直處於英特爾陰影籠罩之下的AMD,是如何一步步完成逆襲的?

AMD和Intel的宿命之爭!

從仙童脫胎之後,自知實力遜人一等的桑德斯避開了與英特爾、摩托羅拉和IBM等巨頭在集成電路開發上的正面交鋒,而是帶著團隊重新設計了Fairchild和Nation SemIConductor的部件,AMD的家業,在矽谷有了一個並不起眼的開始。

當英特爾等晶片豪強在SoC集成電路上發力時,AMD也在全力在RAM晶片、邏輯計數器和位變速杆等微晶片領域開枝散葉,AMD真正涉獵到SoC領域,其實源自於對英特爾技術的「剽竊」:

1974年,英特爾發布了首款8位微處理器8008,奠定了半導體行業的江湖地位

1975年,AMD發布了Am2900集成電路和2MHz的8位微處理器Am9080,值得一提的是,這是英特爾8008微處理器的逆向工程副本(山寨版)

在微處理器剛起步的晶片江湖,逆向工程是行業內司空見慣的操作,不過英特爾也不是吃素的,不能「白給」不是?

1976年,英特爾與AMD簽署了一份交叉許可協議,隨後AMD的克隆CPU被迫更名為8080A,最終面向市場銷售的定價為350美元/顆,是美方「軍用」採購價的2倍,英特爾和AMD這一時期賺得盆滿缽滿;

1977年,英特爾又相繼推出了8085處理器(3MHz)和8086處理器(8MHz),市場份額進一步水漲船高;

1979年,AMD位於德克薩斯州奧斯汀的工廠(1978年基地動工)開始啟動生產,同年,AMD登陸紐交所;

1981年,AMD設計生產的晶片已被用於建造哥倫比亞號太空梭,同年,聖安東尼奧生產基地建成;

1982年,IBM開始轉型PC業務,彼時IBM決定外包部件而非自行開發處理器,Intel的8086順理成章成為第一個x86處理器,而AMD彼時也進入了IBM的二供名單(備選供應商,確保PC能穩定供貨);

1982年2月,AMD與Intel簽署了一份合同,由AMD來生產8086、8088、80186和80188型號的處理器,以供應給IBM、Compaq(康柏,後被惠普收購)等PC巨頭,同年年底,AMD已開始生產16位英特爾80286處理器,不過市售型號標記為Am286;

值得一提的是,AMD製造的Am286比英特爾製造的80286主頻更高,前者最高達20MHz,後者最高10MHz左右,故而Am286成了台式PC處理器的首選,也因此

AM286成了AMD和Intel開啟CPU霸主爭奪戰的標誌!

英特爾發現AMD生產製造的Am286相較之於自家80286具有顯著的速度提升後,危機意識凸顯,一度試圖阻止AMD的發展,並且直接拒絕了向AMD提供下一代386的處理器許可。

AMD也斷然不是吃素的,明明和英特爾有約(交叉授權許可協議)在先,豈料英特爾卻突然毀約,AMD提起了訴訟,經過4年半的漫長等待,法院判決認定英特爾沒有將所有新產品轉讓給AMD的義務,但同時確定英特爾違返了默示的誠信契約。

AMD和Intel這廂對簿公堂,那頭PC市場IBM已然一家獨大,市場份額從55%一路飆至84%,眼看著這樣一大塊蛋糕被Intel獨享,不甘心的AMD一邊推出彼時業內最高的質量標準int.std.1000,並成立新加坡分公司(1983年),一邊又使出了看家本領——用5年時間,居然逆向工程了80386,AMD不愧為逆向鬼才!

1985年,AMD的Am386首次亮相,頻率最終高達33MHz,產品推出後,果然獲得了市場的青睞,AMD趁勢打鐵,於1989年推出了頻率高達40MHz的386的高階版本Am386DX,1993年,AMD再度推出極具競爭力的Am486版本,相較之於Intel的i486,性能高於約20%;

1994年,AMD營收已超20億美元,較之於90年的10億美元出頭,近乎翻了一番;

1995年,AMD又推出了Am5x86處理器,擁有150MHz的頻率,市售型號為Am5x86 P75+,對標英特爾奔騰P75之意一目了然;

當然,靠著山寨Intel設計並不斷堆工藝的AMD,很快就發現CPU產品邊際效應遞減了,也就是說,如果再不想方設法真正提升產品的原創設計能力,AMD很難撬動Intel的晶片霸主地位,於是,我們看到了奇蹟的發生:

「K6+3D Now」暴擊Intel!

1996年,為了搞定原創IC設計,不再依附於Intel做逆向工程,AMD豪擲8.57億美元收購了IC設計公司NexGen(僅設計的無晶圓晶片公司,類似於蘋果、高通和華為海思),NexGen雖然是一家小型的IC公司,但是卻因奔騰之父Vinod Dham的加盟而名聲大噪,Vinod Dham於1995年從英特爾離職,並來到了NexGen工作。

「奔騰之父」Vinnod Dham

1997年,AMD K6橫空出世,從初始版本的233MHz一路提速至1998年1月的300MHz、5月的350MHz、9月的550MHz,用實力徹底驚艷了半導體晶片界,而K6的大獲成功,奔騰之父可以說居功至偉。

1998年,K6-2成功面市,對標英特爾奔II處理器,採用0.25微米,擁有930萬個電晶體,自適應頻率為200~5050MHz,並首次引入了3D Now指令集,性能上已然超越了Intel SSE。

2000年,K6-2+疊代面世,採用了與後續的K6-III+同款架構,但這2款疊代產品的風頭,都被對標奔騰III 及更高版本K7所淹沒。

圖:Fritzchens Frits

2000年6月,AMD推出了主頻高達2GHz的速龍64位處理器Althlon Thunderbird系列,因該產品擁有出眾的超頻能力,一經推出就大受玩家歡迎,而速龍也順理成章成了與英特爾奔四競爭的排頭兵。

2003年9月,速龍推出了Athlon 64 FX系列,基於K8架構,FX-60雙核2.6GHz,FX-57單核2.8GHz,對標英特爾奔騰Extreme Edition 955產品線,後者作為英特爾至尊頂級產品,主頻高達3.46GHz。

2006年8月,英特爾將奔騰系列CPU降級為低端預算型號,轉而用Core(酷睿)取而代之,全新架構的Core系列因低功耗和高吞吐量的設計思路而大放異彩,被譽為是Intel絕地反擊的最有力一役,同年年底,AMD已經從CPU天梯圖中被拉下神壇——

英特爾重奪CPU性能霸主,AMD再遭滑鐵盧

為了打贏翻身仗,AMD又在錯誤的時間進行了一場錯誤的收購

2006年7月24日,AMD宣布擬收購ATI Technologies(顯卡製造商),交易對價54億美元,這近乎占到了當時AMD一半的市值,說是AMD的一次豪賭都完全不過分。

ATI較之於顯卡巨頭nVidia,商業吸金能力天壤之差,也就是說壓根沒什麼造血能力的ATI,完全不值54億美元的天價,而諷刺的是,ATI真正有商業化前景的移動圖形部門Imageon,竟然僅以6500萬美元的對價「賤賣」給了高通。

高通吸收了Imageon之後,搖身一變命名為Adreno,這便是後來高通驍龍SoC中的最重要組成部分之一的GPU架構,恐怕聽聞這一幕,AMD腸子都要悔青了。

這一失敗透頂的收購案後來也直接導致了AMD商譽減值高達26.5億美元,堪稱挨了一記沉痛的悶拳!

2011年10月,AMD推出了備受期待的FX-8510,同期英特爾發布了大名鼎鼎的酷睿i7-2600K,較之於AMD的8510,它僅有216平方毫米的面積,功耗也降低了30W,但運行頻率卻高達3.8GHz,此輪PK,INTEL力壓AMD,AMD連連遇挫,處境堪憂。

2012年,K8系列前首席架構師Jim Keller在闊別13年後回歸,前飛思卡爾半導體高級VP Lisa SU也加盟AMD,尤其是大名鼎鼎的傳奇人物Lisa SU,被中國消費者親切稱呼為「蘇媽」,臨危受命的Lisa Su很快晉升為AMD史上首位女性CEO,AMD也迎來了Lisa Su(蘇姿豐)時代。

Lisa SU是不可多得的女天才,其早在中學時代,就斬獲了被譽為「中學諾貝爾」的西屋科學獎,24歲就讀完了麻省理工學院電子工程博士課程順利畢業,並且先後被德州儀器和IBM連拋橄欖枝,加盟AMD之前,Lisa SU擔任著飛思卡爾半導體的首席技術官(風糜全球的Kindle使用的微處理器,就是她一手推出的傑作之一)

對SOI MOSFET(絕緣體上矽)研究有著很深的造詣的Lisa SU,可以說是一個集技術、學術和管理天賦於一身的全才,在她的一手帶領下,AMD上下齊心,數年如一日,臥薪嘗膽技術攻堅。

2016年2月,AMD在E3盛會上向全球公眾民示了其全新的Zen架構,引發高度關注;

2017年3月,AMD放棄了Phenom和FX,轉而帶來了全新的Ryzen架構,隨後的2019、2020年,Zen2和Zen 3相繼面世為AMD攻城掠地立下了汗馬功勞;

十年磨一劍,Lisa Su不辱使命,AMD終於從負債數十億美元的泥潭一步步上岸!

據統計,自2019年11月~2021年5月的觀測周期中,AMD在PC市場的處理器份額占比,持續飆至30%,達到了其歷史最高點,與此同時,Intel的份額也慢慢地下滑至70%,在全球PC市場,AMD和Intel已然是「三七開」。

AMD VS Intel市場份額PK

而細分到桌面級CPU領域(主要是台式機),據Statista的數據顯示,2021年,桌面CPU領域AMD占有率已飆至49.6%,近乎追平INTEL。

除了PC處理器市場,在伺服器市場,AMD也開始漸漸嶄露頭角,英特爾一度霸占了99%的伺服器晶片市場份額,而如今AMD已搶到了15%的伺服器晶片市場蛋糕,並且在大摩分析師看來,AMD未來的伺服器晶片市場份額將達到40%,說Intel不急怕是也不現實。

2021年AMD營收已破164億美元大關,歸母淨利潤達31.62億美元,同比上年增速達68%。

不過晶片寒潮來襲之際,PC行業也迎來了寒冬,INTEL和AMD的日子都開始不好過了:

2022年2月14日,AMD豪擲498億美元收購了FPGA巨頭Xilinx(賽靈思),戲劇的是,緊接著2月15日,英特爾花54億美元收購了以色列晶片公司Tower Semiconductor(高塔半導體),AMD收購Xilinx是為拓寬FPGA產線,英特爾收購高塔半導體為完善IDM 2.0產業鏈

2022年第二季度,Mercury Research的統計數據顯示,報告周期內,全球PC處理器出貨創下了近30年歷史新低,同比降幅超過15%,另據IDC的數據,第三季度全球PC銷售額同比大幅下滑了15%,主要使用英特爾處理器的惠普、載爾和聯想等PC巨頭在2022年的銷售量均出現了顯著的下滑,惠普更是一度裁員6000人……

此外,長期以來,飽受「擠牙膏」吐槽的還有Intel的製程工藝,當前,三星已經攻克了基於GAAFET的3nm製程工藝的成功量產,雖然良率還不太高,但也算邁出了決定性的一步,台積電的3nm也開始在緊鑼密鼓量產,而唯獨英特爾這廂,還停留在Intel 4(7nm)的工藝水平線上。

據業內預測,2026年,全球3nm工藝節點代工市場預計達242億美元規模,Intel如若想承接第三方代工的訂單,自家的工藝節點,必須得拼命往前趕,對手AMD已經有了首款基於5nm製程工藝和Zen4架構的銳龍7000系列了。

據DigiTimes報導,AMD在數月前已經成為了台積電N5製程節點的第二大客戶,僅次於蘋果。

經過縱深方向的梳理,不難看出,系出仙童同宗的英特爾和AMD,各自走出了屬於自己的一片天,過程中,有爾虞我詐,有無聲泣淚,這對「處理器雙雄」相愛相殺的故事令人側目,但商業的本諦就是產品與利潤。

誰能夠提升用戶體驗,誰就能夠在用戶群體中擁有發言權,誰才有可能成為處理器的真正霸主,如今,從PC市場和桌面級CPU市場與伺服器晶片市場的絕對份額上來看,AMD仍然與英特爾存在一定的差距,但是,差距已經在不斷縮小了。

下一個五年、十年,誰將真正笑到最後?

拭目以待!

參考資料:

AMD公司CPU發展史——電腦信息集

仙童半導體拆分後,形成了哪92家公司?——溫戈&Elodin

仙童傳奇——鮮棗課堂

大神破解22年前的AMD -2+處理器:打開隱藏的128KB二級緩存——快科技

PC市場寒氣逼人,處理器雙雄日子難熬——天天IC

正面「硬剛」英特爾,AMD推首款5納米旗艦CPU——中國經營報

盤點2022年半導體併購案:博通最「壕」——Tech web

AMD逆襲成功,英特爾為何衰落了?——正解局

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