昔日王者英特爾的ARM之痛，半導體市場戰爭的下半場走向何方？_風聞

©️資本偵探原創

作者 | 洪雨晗

芯片巨頭英特爾似乎可以鬆一口氣。

8月12日，半導體市場研究公司IC Insights公佈了2020年上半年全球十大半導體（IC和OSD光電，傳感器和分立器件）銷售排名。其中，英特爾上半年半導體產品銷售額389.51億美元，同比增長22%。

全球前十大半導體廠商的銷售額總計1470.93億美元，較去年同期的1259.8億美元增加211.13億美元，同比增長17%，是全球半導體行業上半年增長率5%的三倍以上。

來源：IC Insights官網

從銷售額來看，雖然英特爾最近風波不斷，卻依舊穩住了“全球最大半導體廠商”的寶座，在銷售額和增速上，都甩開了排名第二的三星一定距離。但看似繁榮的背後，英特爾承受着不小的壓力。

6月23日，蘋果在2020年的全球開發者大會上宣佈與合作了15年的老搭檔英特爾分手，要將帶有ARM指令集的自研芯片搭載到其Mac系列產品上，徹底實現移動端和PC端底層計算架構的打通。

接着，7月以來，英偉達股價一路高漲，取代英特爾，首次成為了美國市值最高的芯片製造商，最近更是傳出英偉達要收購ARM的消息。7月25日，英特爾7nm芯片工藝進度延期這一消息直接推動其股價跳水，當日開盤，瞬間暴跌超15%，創近四個月以來新低，而其PC端最大競爭對手AMD公司的股價上漲超過70%，市值超1000億美元。

英特爾7nm芯片延期的可能市場已有預期。早在2016年，英特爾原計劃推出的10nm製程最後拖到了2019年才面世，2019年就應該推出的7nm製程技術也因良品率問題被一拖再拖。但更讓英特爾緊張的是蘋果Mac系列產品轉向ARM。據華爾街投行伯恩斯坦（Bernstein）估計，蘋果的筆記本電腦業務佔英特爾銷售額的2％至4％，佔其收入的6-8%。單從銷售額佔比上來説，雖然看似影響有限，但是真正的打擊可能來自蘋果帶來的示範效應。

其實，在蘋果嘗試轉移至ARM之前，微軟早已在Surface Pro X系列產品上開始適配ARM架構，但示範性不強，沒有足夠動力在ARM上深入，更何況還有看起來密不可分的Wintel聯盟。但無論如何，ARM已成為各品牌PC端芯片除去X86架構外的重要選擇。

同在X86架構內，“霸主”英特爾曾經的小弟AMD率先實現7nm芯片量產商用，股價5年漲幅6.8倍；在X86外的不同指令集下，ARM在互聯網移動智能終端上的地位穩固，對英特爾的PC端市場虎視眈眈。曾經的芯片“老大”英特爾在移動互聯網時代為何落寞？而ARM又是否能引領接下來的時代之潮？

英特爾的移動芯片敗局

比爾·蓋茨曾直言，沒有重視移動手機市場是他“在微軟犯下的最大錯誤，而且是完全可以規避的技術性錯誤。”

微軟不是孤例，巨頭們想跨越時代的深壑繼續維持其龐大體量，並不是件容易的事情。顯然，英特爾沒有跨過這一步，隨着PC時代浪潮褪去，英特爾在智能移動端顯得有些無所適從，在移動互聯芯片市場的爭奪中步步敗退。

英特爾並非在移動互聯芯片市場毫無作為。

1997年，處理器巨頭DEC公司將其半導體製造業務出售給英特爾，英特爾因此獲得StrongARM的開發權限。為創造一個速度更快的ARM處理器，英特爾用這款芯片取代他們之前研發的i860和i960。StrongARM採用ARM v4指令集架構，在233MHz的頻率下，這顆CPU只消耗一瓦特的電能，這在當時算是高性能低能耗的優異產品。

在StrongARM基礎上，2000年，英特爾研發了始於ARM架構v5TE指令集的CPU——XScale處理器，它在架構擴展的基礎上同時也保留了對以往產品的向下兼容。同時，相比於標準ARM的ARM9、ARM11處理器，XScale功耗更低，系統的伸縮性更好，而且核心頻率也得到了提高，達到400Mhz以上，因此XScale在當時口碑不錯。

XScale雖然性能強勁，但遺憾的是生不逢時。

在21世紀初，手機市場還是功能機的天下，智能機市場很小，而功能機對高性能、高能耗的移動芯片需求不高。要知道，當時的功能手機三到五天才需要充一次電，與如今人們手機每日一充的使用習慣完全不同，搭載更高能耗的芯片而減少待機時間的手機，對當時的用户來説是難以忍受的。

與此同時，因為英特爾在基帶專利技術上積累不足，致使手機廠商在搭載XScale時需額外配置基帶芯片，這增加了手機的生產成本和手機的設計難度。基帶技術的優劣甚至會影響到整個處理器的成敗，高通便因其強大的基帶技術在整個3G、4G時代稱霸全球通信市場。如今，高通在打贏了美國聯邦貿易委員會（FTC）反壟斷訴訟的官司後，繼續採取專利收費 + 芯片銷的商業模式躺贏5G時代。

移動端芯片市場前景黯淡的同時，2006年，英特爾PC端業務正遭遇老對手AMD的猛烈攻擊，市場份額被追平。就在一年前，還發生了一件如今為業界扼腕嘆息的事，英特爾第五任CEO歐德寧拒絕了喬布斯——希望英特爾為初代iPhone提供芯片的提議。

如今回看，英特爾似乎錯過了佈局移動端芯片的最佳時機，但在當時的英特爾看來，這是一個情理之中的選擇：2005年全球手機應用處理器市場總計僅8.39億美元，而同年英特爾的營收達到388億美元，顯然，彼時的移動芯片市場難以滿足英特爾的胃口，PC端市場是英特爾的營收的大本營。

為守住其PC端市場的基本盤，英特爾直接砍掉了當時看來並不賺錢的移動通信業務（這也是英特爾有史以來最大規模的裁員，XScale便是在2006年6月同英特爾的通信及應用處理器業務出售給Marvell公司），收縮戰線，全力投入PC端，自然不會考慮額外分出研發團隊和生產線為當時的蘋果生產手機芯片。

放在當時的背景下看，砍掉移動端業務全力固守PC端陣地似乎是不壞的選擇，英特爾也的確因此保住了PC端CPU市場第一的地位，再次勝過AMD。但錯過歷史窗口期後，英特爾重回移動芯片市場變得異常艱難。

在此之後，2008年，英特爾嘗試通過Intel Bonnell微處理器架構開發Atom來重啓移動芯片市場，但因市場定位不清、高能耗問題未改善、基帶技術不過關等多種原因，Atom系列產品在手機、平板和低成本PC間遊移，始終未能打出一片天地。2019年，隨着高通和蘋果的和解，英特爾將5G業務賣給蘋果，徹底退出了移動基帶市場。

而在移動互聯時代步履蹣跚的英特爾面臨的殘酷現實是，PC市場份額不斷萎縮，而移動互聯芯片的領地不斷擴大。支撐英特爾高速成長的市場底座發生了變化，英特爾因此陷入尷尬之中。

就在英特爾在移動芯片市場步步敗退之際，ARM正在移動互聯時代乘勢生長。

成為巨人的ARM

如果説英特爾是PC時代的“霸主”，那麼ARM(安謀)則登上了移動終端時代的“王座”。

ARM最初的簡稱是Acorn RISC Machine。Acorn Computer創立於1978年，總部位於劍橋，由Andy Hopper(劍橋大學)，Chris Curry(Sinclair Research)和Herman Hauser(劍橋大學)創建。

在英特爾Intel x86構架統治PC的時代，Acorn向Intel申請80286處理器樣片，但遭到拒絕，無奈之下，Acorn選擇自研處理器。

1983年10月，Acorn啓動了代號為Acorn RISC的項目，由芯片生產公司VLSI Technology負責生產。1985年4月26日，VLSI產出第一顆Acorn RISC處理器ARM1。為了避免與當時市場上的巨頭競爭，ARM選擇了low-cost, low-power和high-performance的設計理念，這恰恰踩中了智能手機的需求。

儘管在此後多年發展中，因為移動智能終端遲至2008年之後才出現爆發式增長，ARM的經歷一度非常坎坷。但正是在英特爾等巨頭的陰影下，避開巨頭鋒芒的ARM伴隨移動智能終端的興起，悄然成長起來。

最新數據顯示，ARM公司在全球擁有1000多家處理器授權合作企業、320家處理器優化包和物理IP包授權夥伴，15家架構和指令集授權企業，全球95%以上的智能手機和平板電腦都採用的ARM架構的處理器，ARM每年的出貨量從2013年的每年100億台上漲到現在每年的200億台。

如果僅僅從數字難以感受ARM公司在市場受到的追捧程度，那麼看看ARM的對手英特爾、高通、西部數據、SK海力士等對ARM競爭對手——致力於將開源半導體技術商業化的SiFive Inc——的扶持就可以感受出ARM之於業界的重要性。

能在巨頭中突破重圍，與ARM的模式有很大關係。

ARM的崛起重要原因之一就是放棄了傳統IDM模式（Integrated Device Manufacturing，整合設備生產模式）的大包大攬，使眾多廠商可以在其指令集內繼續設計和創新。ARM公司根據芯片設計公司不同的需求和能力，提供了三種不同的對外授權模式：

一是處理器的IP授權模式。ARM將該IP專利授權給買下設計的公司，公司可以直接按其設計方案生產。二是處理器和物理IP的授權模式。此種模式下企業需嚴格按照ARM規定工藝流程來生產芯片。三是架構和指令集授權。這是自由度最高的授權模式，三星、蘋果、華為等實力雄厚的手機廠商可以在ARM架構下自行設計和優化芯片。

其中，RISC-V指令集更為激進，直接基於RISC（精簡指令集）原則開源指令集架構，允許任何人設計、製造和銷售RISC-V芯片和軟件而不必支付給任何公司專利費。阿里巴巴旗下的半導體公司平頭哥2019年研發的玄鐵910（XuanTIE910）處理器便是採用的RISC-V架構。

而以英特爾為代表的IDM模式，承接了芯片從設計到製造到封裝的所有環節。在集成電路行業發展的早期，企業一般都是用這種大包大攬的IDM模式。在移動終端領域中，低成本、微利潤的處理器是無法支撐這一重度投入模式的。

ARM公司開創的授權模式，將芯片的架構、設計（Fabless，如高通、聯發科、海思）和生產（Foudary，如台積電）分開，它激活了全產業鏈的活力，不僅提高了生產效率和新工藝迭代的速度，也降低了生產成本，從而形成了日益繁榮的ARM生態。

也就是説，輕裝上陣的ARM能夠跑得比龐大的英特爾更快，最終成為了英特爾的心腹大患。

ARM已然走出了一條與英特爾不同商業模式、不同市場定位的道路。隨着PC電腦市場的飽和與移動互聯時代到來，ARM也必將向英特爾的PC端市場伸出觸角。但英特爾和X86已然是昨日黃花嗎？實際情況沒有這麼簡單。

未來誰主沉浮？

要講清X86架構和ARM架構孰優孰劣、誰將一統市場行業內也是爭議不斷，這其中既涉及底層RISC指令集和CISC指令集方面的技術差異，也涉及服務器、PC和智能移動端的不同使用場景，需要設計者在芯片性能、功效、能耗和應用場景上做出選擇。

技術在芯片市場重要，但已不是唯一衡量標準。隨着技術的進一步發展，不管是ARM還是X86，都在逐漸補齊各自的短板，不再僅採取RISC和CISC中某一種指令集，而是變成RISC和CISC你中有我、我中有你，可以説標着RISC、CISC的CPU架構們，幾乎沒有實質上的明確差異。

英特爾近幾年雖困難重重，但在財報營收的變現上並不差。根據7月24日英特爾的第二季度財報顯示，英特爾在本季度營收197億美元，淨利潤是51億美元，同比增長分別為20%和22%。

英特爾的10nm製程芯片雖數次“跳票”，但其技術底藴仍在，據英特爾頂級工程師表示，難產數年的虎湖（Tiger Lake）微架構CPU將在9月2日發佈，它將採用FinFET結構的升級版——SuperF技術，能夠提供更強的外延源極/漏極、改進的柵極工藝，額外的柵極間距。該10nm工藝芯片的晶體管密度是台積電和三星同等級的兩倍，大約相當於台積電7nm的密度。也就是説，英特爾推出的10nm工藝效能可以等同於其他廠商7nm芯片的工藝效能。

對內，英特爾開始了一系列改革。英特爾前CEO布萊恩·科再奇一直試圖將英特爾轉變成為一家數據公司，為新數據經濟提供技術基礎。英特爾傳統PC業務佔比已經從原來的80%下降到現在的50%，下降的部分被數據中心業務所代替。無論是存儲、PC傳統業務，還是數據中心這類新晉業務，英特爾都佔據着行業頂尖地位，其在工業系統和自動駕駛等新市場上也都有佈局。

對ARM來説，除了要在技術上繼續保持升級創新外，還需要做到生態佈局上的完善：

上下游聯動，構築ARM的產業能用性。ARM服務器芯片應該作為底層應用序列，滿足下游廠商在服務器場景包括數據、存儲、調用等方面的基礎應用，降低客户的兼容成本。加速產業佈局，建立ARM生態。Windows/X86發展了三十多年，生態下應用軟件不計其數，統一的硬件、開發和基礎設施構成的壁壘是ARM攻佔PC市場繞不過去的一道坎。

而且，更年輕的公司已經來勢洶洶。

8月12日，據路透社報道，SiFive Inc公佈已從包括SK Hynix和沙特阿美在內的投資者那裏籌集了額外的6000萬美元資金。其現有投資者（包括來自英特爾公司，高通公司和西部數據公司的風險投資部門）也加入了這輪融資，目前該公司估值超過1.85億美元。

之所以重金支持SiFive，是因為這家年輕的公司給了老大哥們對抗ARM的希望：SiFive在2018年10月推出的系列CPU設計圖產品線已經威脅到ARM公司的收費產品，並且還擁有後者缺乏的64位架構產品。ARM公司甚至不惜惡名，專門上線了一個網站riscv-basics.com來批判RISC-V。

英特爾的故事已經證明：技術層面的領先、商業模式上的成功，都存在一時一地的侷限性。在5G及萬億互聯智能設備組成的物聯網新時代，保持創新和擁抱變化仍是英特爾和ARM們的立足之本。