升降差別巨大，探尋芯片公司營收變化「內(nèi)幕」

亂世出梟雄，這在 2023 年的 IC 設(shè)計市場有凸出體現(xiàn)。

5 月 9 日，TrendForce 發(fā)布了一份 2023 年全球前 10 大 IC 設(shè)計公司營收榜單，據(jù)統(tǒng)計，這 10 家公司的營收總和約為 1677 億美元，同比增長 12%。在全球經(jīng)濟(jì)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都不景氣的情況下，能實現(xiàn)兩位數(shù)百分比的正增長，關(guān)鍵在于英偉達(dá)（NVIDIA），因為該公司的營收同比增長幅度高達(dá) 105%，而其它多數(shù)公司的增幅都為負(fù)值。

可以看出，在這 10 家公司中，只有英偉達(dá)、博通（Broadcom）、上海韋爾半導(dǎo)體（Will Semiconductor）和芯源系統(tǒng)（MPS）這 4 家的年營收實現(xiàn)了正增長，其它 6 家的營收都下降了。

總體來看，實現(xiàn)高增長的公司，主要產(chǎn)品和業(yè)務(wù)大多與 AI 服務(wù)器緊密相關(guān)，而負(fù)增長的公司，主要產(chǎn)品和業(yè)務(wù)大多與 AI 服務(wù)器關(guān)系不大。

英偉達(dá)和博通是從 AI 服務(wù)器市場受惠最大的兩家公司。

作為手機(jī)芯片巨頭，高通和聯(lián)發(fā)科受智能手機(jī)市場低迷影響很大。

高通 2023 年營收 309.13 億美元（僅計算 QCT），同比下降了 16%。在這種情況下，該公司正在積極拓展車用芯片市場，但短期內(nèi)還難以對營收產(chǎn)生骨干作用。

聯(lián)發(fā)科 2023 年營收 138.88 億美元，同比下降了 25%，其智能手機(jī)、電源管理 IC、Smart Edge（智慧終端平臺）業(yè)務(wù)都衰退了。

瑞昱（Realtek）2023 年營收約 30.53 億美元，同比下降了 19%，主要受到 PC 市場出貨大幅衰退等因素影響。

亂世，出奇制勝

在實現(xiàn)正增長的 4 家公司中，兩家排名在前三位內(nèi)，另外兩家排名最后兩位，而負(fù)增長的公司都處在榜單的中段位置。可見，在整體行業(yè)不景氣的情況下，出奇才能制勝，產(chǎn)品和業(yè)務(wù)相對中規(guī)中矩的公司運營情況大都不好。

下面看一下榜單首尾的 4 家業(yè)績良好公司的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)表現(xiàn)。

由于 AI GPU H100 大賣，使得英偉達(dá) 2023 年營收高達(dá) 552.68 億美元，比 2022 年增長了 105%，而目前市場上超過 80% 的 AI 服務(wù)器用 GPU 都被該公司占有了。2024 下半年和 2025 年初，隨著 H100 的升級版 H200，以及新一代產(chǎn)品 B100/B200 /GB200 陸續(xù)量產(chǎn)，將帶動該公司營收繼續(xù)增長。

博通 2023 年營收達(dá)到 284.45 億美元（僅計算半導(dǎo)體業(yè)務(wù)），年增 7%，AI 芯片收入占其半導(dǎo)體解決方案總營收的 15%。

除了賣芯片，博通半導(dǎo)體業(yè)務(wù)部門營收的很大一部分來自 IC 設(shè)計服務(wù)。作為全球 IC 設(shè)計服務(wù)業(yè)的龍頭企業(yè)，博通趕上了好時候，為了滿足高性能 AI 服務(wù)器芯片多元化和降低成本等需求，以亞馬遜、谷歌、Meta 為代表的 CSP（云服務(wù)提供商）都在自研 AI 芯片，而這些大廠又缺乏 IC 設(shè)計技術(shù)、經(jīng)驗和人才積累，要想在規(guī)定時間段內(nèi)拿出合格的產(chǎn)品，就必須尋求外部幫助，此時，正是博通發(fā)揮優(yōu)勢的時候。

以谷歌為例，該公司自研了 TPU，谷歌設(shè)計的芯片藍(lán)圖，都由博通進(jìn)行物理實現(xiàn)。物理實現(xiàn)是將邏輯電路轉(zhuǎn)換為有物理連接的電路圖的過程，博通繪制好物理版圖后，再送到晶圓代工廠流片，流片成功后的芯片正式進(jìn)入制造環(huán)節(jié)，整個過程都需要博通深度參與。

數(shù)據(jù)中心中成百上千個高性能處理器共同運作，它們之間的通信就成為了大問題，這也是當(dāng)下數(shù)據(jù)中心性能損耗的主要來源。

博通是通信巨頭，最善于解決通信帶寬問題，在全球 50GB/s 的 SerDes 市場中，博通占據(jù)了 76% 的份額，其 SerDes 接口通過將低速并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高速串行數(shù)據(jù)，然后在接收端轉(zhuǎn)換回并行數(shù)據(jù)。通過這樣的操作，數(shù)據(jù)可以從一個 TPU 高速轉(zhuǎn)移到另一個 TPU，大大提升了傳輸效率。

有了博通的幫助，谷歌自研芯片的項目進(jìn)展速度明顯加快了，TPU 從設(shè)計開始，僅用 15 個月就部署進(jìn)了數(shù)據(jù)中心。

隨著大模型市場競爭快速展開，谷歌大幅增加了 TPU 設(shè)計服務(wù)訂單，使博通一躍成為僅次于英偉達(dá)的 AI 芯片廠商，Semianalysis 預(yù)估，AI 芯片會在 2024 年給博通帶來 80 億~90 億美元的營收。

不止谷歌，Meta、亞馬遜、微軟等大廠都在加大自研 AI 服務(wù)器芯片的投入力度，找 IC 設(shè)計服務(wù)外包合作伙伴的需求只增不減，此時，以博通為代表的 IC 設(shè)計服務(wù)公司的商機(jī)會越來越多。

排名靠后的上海韋爾半導(dǎo)體和 MPS 也有各自的絕活兒，才能實現(xiàn)營收同比正增長。

韋爾半導(dǎo)體有三大業(yè)務(wù)：圖像傳感器、觸控和顯示解決方案，以及模擬解決方案，其它業(yè)務(wù)占比很小。2023 年，該公司圖像傳感器營收 155.36 億元，占 2023 年度總營收的 73.91%；半導(dǎo)體代理銷售營收 29.70 億元，占比 14.13%；觸控和顯示解決方案業(yè)務(wù)實現(xiàn)營收 12.50 億元，占比 5.95%；模擬解決方案業(yè)務(wù)營收 11.54 億元，占比 5.49%。

2023 年，韋爾半導(dǎo)體境外收入 183.31 億元，收入占比 87.20%；境內(nèi)收入 26.36 億元，占比 12.54%。在當(dāng)今的貿(mào)易大環(huán)境下，該公司的大部分收入來自于境外，這是保證其年營收同比正增長的一個重要因素。

MPS 在 2023 年的營收約為 18.21 億美元，同比增長 4%，主要受惠于車用、企業(yè)數(shù)據(jù)及存儲運算業(yè)務(wù)，而該公司的通信與工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品營收是衰退的。

AMD 和 Marvell

在這份榜單中，AMD 和 Marvell 這兩家公司的情況相對特殊一些。

之所以說特殊，是因為這兩家公司的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)中心、AI 系統(tǒng)的關(guān)系還是比較緊密的，但它們的營收卻下降了。

AMD 在 2023 年的營收為 226.80 億美元，年減 4%。由于 PC 市場低迷，需求下降，而該公司的多數(shù)部門和產(chǎn)品都是針對 PC 市場的，因此，雖然其數(shù)據(jù)中心，以及嵌入式業(yè)務(wù)營收增長了，但填不上 PC 的坑。因此，AMD 想要獲得更多 AI 市場份額。

2023 年第四季度，AMD 發(fā)布了 AI GPU MI300 系列，該公司將 2024 年的營收增長希望寄托在了該系列產(chǎn)品上。

除了數(shù)據(jù)中心，AMD 還在拓展邊緣側(cè) AI 市場。不久前，該公司推出了兩款 FPGA 新品——第二代 Versal AI Edge 和 Versal Prime 系列自適應(yīng) SoC，主要面向邊緣計算設(shè)備（如智能汽車子系統(tǒng)）。這兩款芯片都是基于 FPGA 的，是 AMD 旗下賽靈思 Versal 系列的延申。據(jù)悉，斯巴魯汽車已選擇第二代 Versal AI Edge 系列，用于其名為「EyeSight」的下一代 ADAS 視覺系統(tǒng)。

在榜單中排名第六的 Marvell，行業(yè)地位一直都比較穩(wěn)定，多年來，該公司在全球 IC 設(shè)計公司中的排名沒有發(fā)生過大的變化，很重要的一個原因是該公司的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)很少涉及 C 端，幾乎都是 B 端的，B 端市場波動相對較小。2023 年，Marvell 的營收同比下滑了 7%，這個幅度與該榜單中其它下滑的 5 家相比，既不是很高的，也不是最低的，給人的總體感覺是中規(guī)中矩。

Marvell 的主力產(chǎn)品和業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)中心和云計算用的通信互聯(lián)和存儲。該公司與博通是業(yè)內(nèi)長年的競爭對手，它們的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)非常類似，特別是在通信方面，不過，多年來，Marvell 的通信業(yè)務(wù)一直被博通壓制，營收難以實現(xiàn)突破性增長。另外，博通的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)線也更多，特別是射頻前端芯片，面對的是智能手機(jī)市場，而且是給蘋果供貨，這就為博通打開了一扇營收大門。相對而言，Marvell 更加專注于數(shù)據(jù)中心和云計算業(yè)務(wù)，產(chǎn)品和業(yè)務(wù)線相對有限。

近兩年，在 AI 大潮中，英偉達(dá)和博通受惠頗多，而 Marvell 和 AMD 緊隨其后，但在第二梯隊，其營收與第一梯隊相比就差了很多。

Marvell 還有一項重要業(yè)務(wù)，那就是 IC 設(shè)計服務(wù)，在這一領(lǐng)域，該公司與博通在全球排名前二。不過，就 IC 設(shè)計服務(wù)營收來看，Marvell 與博通還是有明顯差距。Marvell 首席執(zhí)行官 Matt Murphy 表示，目前，該公司 IC 設(shè)計服務(wù)的毛利率低于其現(xiàn)成商業(yè)產(chǎn)品，隨著時間的推移，這兩個業(yè)務(wù)的運營利潤率有望持平。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，Marvell 的做法是鼓勵客戶使用標(biāo)準(zhǔn)的 Marvell 芯片，然后添加定制接口、加速器或適合所需工作負(fù)載的定制算法，定制工作通常需要 12~18 個月。

相對而言，目前，博通的 IC 設(shè)計服務(wù)業(yè)務(wù)利潤率與其平均水平持平，這說明目前 Marvell 的設(shè)計服務(wù)業(yè)務(wù)還未完全成熟，收取的服務(wù)費用比博通低。

基于以上這些因素，Marvell 的年營收出現(xiàn)了一定程度的下降，但幅度并不大。

為了抓住 AI 市場機(jī)遇，特別是各 CSP 大廠的「錢袋子」，Marvell 在努力加強(qiáng) IC 設(shè)計服務(wù)能力。

近幾年，Marvell 一直在為亞馬遜開發(fā)定制芯片，亞馬遜是個大金主，為前者貢獻(xiàn)了不少營收。另外，近期，谷歌開發(fā)了兩種 Arm 服務(wù)器 CPU，其中一款代號為「Maple」，就是源于 Marvell 技術(shù)。

AI 浪潮中還有更多商機(jī)

AI 服務(wù)器和 AI PC 市場有很多商機(jī)，目前，已經(jīng)顯現(xiàn)出來的，多為處理器（GPU、CPU）和內(nèi)存這些數(shù)字和邏輯芯片。實際上，商機(jī)存在于更廣闊的空間內(nèi)，特別是對于那些在全球 IC 設(shè)計公司排名中靠后的模擬和模數(shù)混合芯片廠商來說，在未來更為廣闊的 AI 市場，拓展業(yè)務(wù)的機(jī)會越來越多，特別是 AI 系統(tǒng)的電源管理。

由于 AI 服務(wù)器的功率較普通服務(wù)器高 6~8 倍，對電源的要求也同步提升，目前，市面上的通用服務(wù)器一般需要 2 個 800W 電源，AI 服務(wù)器最多需要 4 個 1800W 電源。

另外，在 AI 服務(wù)器中，為了解決散熱、損耗問題，超薄應(yīng)用和電源模塊類供電將更加廣泛。

數(shù)據(jù)中心需要越來越多的 AI 加速卡，要配置大量處理器（xPU），與普通 CPU 相比，xPU 有大量內(nèi)核，有助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和 AI 推理。然而，xPU 進(jìn)行 AI 計算、傳輸數(shù)據(jù)時會產(chǎn)生較大功耗。也就是說，xPU 是非常耗電的芯片，其嚴(yán)格的功耗要求對 AI 加速卡提出了新的挑戰(zhàn)。

目前，xPU 穩(wěn)壓器（VR）的要求與標(biāo)準(zhǔn) PoL 穩(wěn)壓器有很大不同。某些應(yīng)用要求在小于 1V 的電壓下為 xPU 提供超過 1000A 的電流。低電壓、大電流的發(fā)展趨勢帶來的問題之一是如何提升對負(fù)載波動的快速響應(yīng)能力，此時，必須控制好功耗，不然，系統(tǒng)很難穩(wěn)定工作。

如何降低 AI 系統(tǒng)能耗，成為了產(chǎn)業(yè)難題。目前，主要有兩種思路：一、降低 AI 系統(tǒng)核心處理器的能耗；二、優(yōu)化電源管理系統(tǒng)，提高 AI 核心處理器電源管理的效率。然而，隨著 AI 等新興應(yīng)用的普及，傳統(tǒng)計算系統(tǒng)用到的 AC/DC、DC/DC、多相電源控制器和 DrMOS 功率級組合等方案，效率已經(jīng)達(dá)到天花板，需要更先進(jìn)的電源管理方案。

以上這些問題不是英偉達(dá)、AMD、博通等熱門廠商能夠解決的，需要各家模擬和模數(shù)混合芯片廠商去解決，這其中的發(fā)展空間是值得期待的。

2024 年市場走勢對 IC 設(shè)計業(yè)的影響

據(jù) WSTS 統(tǒng)計，全球半導(dǎo)體業(yè)在 2023 年第四季度同比增長 6%，這為 2024 年的增長奠定了基礎(chǔ)。

2024 年，以 AI 為代表的高性能計算（HPC）市場依然會是行業(yè)發(fā)展的火車頭，會對處理器和存儲器提出更多、更高的要求。邊緣計算也越來越重要，因為海量數(shù)據(jù)對能夠在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行本地處理和分析的需求不斷增長。邊緣設(shè)備需要具有低功耗和 AI 功能的高性能芯片，很多 IC 設(shè)計公司都在開發(fā)邊緣計算專用芯片，以滿足這種去中心化的計算需求。

另外，半導(dǎo)體市場的兩個關(guān)鍵驅(qū)動因素（手機(jī)和 PC）正在復(fù)蘇。IDC 預(yù)測，智能手機(jī)出貨量在 2023 年下降 5% 后，2024 年將增長 4%，PC 在 2023 年大幅下降 14% 后，2024 年的出貨量將增長 4%。同時，AI 的相關(guān)應(yīng)用將滲透至個人設(shè)備，AI 智能手機(jī)、AI PC 等產(chǎn)品正在成為芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動力，IC 設(shè)計公司將迎來更多的發(fā)展機(jī)會。