五大寡頭“割據(jù)”芯片設(shè)計
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芯東西5月6日報道，全球前五大芯片設(shè)計巨頭營收正出現(xiàn)斷層，高通、博通、聯(lián)發(fā)科、英偉達四大芯片巨頭已經(jīng)連續(xù)十年進入前五大芯片設(shè)計公司，AMD則在十年里7次名列TOP5。去年全年AMD的營收足足比第六名多了116億美元。
▲2018年-2021年以營收計算全球前十大芯片設(shè)計公司排名（數(shù)據(jù)來源：TrendForce、IC Insights，注：TrendForce排名高通僅計算QCT部門營收、英偉達扣除OEM/IP營收、博通僅計算半導(dǎo)體部門營收，與公司財報數(shù)據(jù)存在一定差異）
2021年，前五大芯片設(shè)計公司營收在336億美元-164億美元，TOP10中后五名營收在48-15億美元之間。排名第五的AMD營收需要第六-第九的芯片設(shè)計企業(yè)營收相加才能抗衡。十年里，第六-第十名的變化不僅更大，且近三年來TOP10中前五大廠和后五大廠的營收差距越來越大。2019年第五AMD的營收為第六賽靈思的一倍以上，相差35億美元；2021年仍為第五名的AMD營收，已是第六聯(lián)詠科技的兩倍以上，差距達到了116億美元。僅看2021年，前十大芯片設(shè)計公司合計營收達1274.05億美元，其中前五名占比超過85%。更重要的是，近兩年，原本排名第十的Dialog被日本半導(dǎo)體巨頭瑞薩吞并、第九的賽靈思將被AMD收購。隨著巨頭收購繼續(xù)改變半導(dǎo)體格局，這種斷層正在逐步加大。今年2月，AMD已完成對第九大芯片設(shè)計公司、FPGA龍頭賽靈思的收購，2022年雙方營收將進行合并。屆時，AMD一家公司的營收極有可能將高于TOP10中后五大芯片設(shè)計公司的總和。本文福利：五大芯片設(shè)計龍頭壟斷市場，中國的芯片設(shè)計行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何？推薦精品研報《中國芯片設(shè)計云技術(shù)白皮書》，可在公眾號聊天欄回復(fù)關(guān)鍵詞【芯東西256】獲取。01.十年間，全球Top10芯片設(shè)計巨頭換了人間
▲2012-2021年第五大芯片設(shè)計公司和第六大芯片設(shè)計公司營收差距
今年2月，由于各國監(jiān)管部門均已批準(zhǔn)AMD收購賽靈思，AMD已宣布完成收購，其營收將再次暴漲，AMD+賽靈思的營收已高于后四大芯片設(shè)計公司的總和。十年間，不斷有新的芯片設(shè)計公司出現(xiàn)在榜單中，華為海思、展訊（后被紫光集團收購，與銳迪科合并為紫光展銳）、聯(lián)詠科技、Dialog等都是其中的典型企業(yè)。不過這些新出現(xiàn)的企業(yè)大多排名較低，高通、博通、聯(lián)發(fā)科、英偉達四大巨頭則從未掉出過前五名，早早確立了自己的領(lǐng)先優(yōu)勢。AMD則一直在第三名到第六名之間徘徊，自2019年以來連續(xù)進入TOP5。五大芯片巨頭中，高通為智能手機SoC與射頻前端龍頭，也擁有大量的通信專利。2021年，高通營收335.66億美元，主要的收入增長包括智能手機產(chǎn)品、射頻產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，蟬聯(lián)全球第一大芯片設(shè)計公司。英偉達是全球GPU市場的絕對龍頭，其2022財年營收達269.1億美元，為全球第二大芯片設(shè)計公司。博通是美國老牌半導(dǎo)體巨頭，在機頂盒SoC、有線網(wǎng)絡(luò)芯片、射頻前端、Wi-Fi芯片等各類半導(dǎo)體產(chǎn)品和相應(yīng)軟件服務(wù)領(lǐng)域占有較高的市場份額。2021年，博通營收274.5億美元，排名第三。聯(lián)發(fā)科是高通的主要競爭對手，在智能手機SoC、TWS耳機芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片等領(lǐng)域均有布局。2021年，聯(lián)發(fā)科營收為新臺幣4934.15億元（約合人民幣1127.95元），是智能手機SoC出貨量第一大廠。不過雖然如今的前五大芯片設(shè)計公司早在十年前就已經(jīng)是行業(yè)龍頭，但第五名和第六名的營收斷層卻是近三年才出現(xiàn)的。02.背靠關(guān)鍵市場半導(dǎo)體并購加劇斷層出現(xiàn)
▲以市場劃分的全球半導(dǎo)體銷售額（圖片來源：Statista）
2018年-2021年，有3家排名前十的芯片設(shè)計公司掉隊，但這些公司掉出榜單卻并非因為市場競爭或者被其他芯片設(shè)計廠商快速增長的營收所擠下榜。事實是，華為海思、Dialog和賽靈思分別因為被美國制裁或被其他行業(yè)龍頭收購等因素不再出現(xiàn)在榜單中。2018年，華為被美國政府列入實體清單，具備設(shè)計14nm智能手機SoC的華為海思卻難以獲得臺積電等晶圓廠的產(chǎn)能。麒麟9000成為華為5G手機SoC的絕唱，華為手機之后只能采用4G SoC。
▲AMD宣布完成收購賽靈思
2021年2月，日本汽車芯片巨頭瑞薩電子宣布以60億美元收購Dialog。2021年8月，瑞薩電子宣布完成對Dialog的收購。并于同年10月1日起Dialog的原高級副總裁兼總經(jīng)理Vivek Bhan接任瑞薩電子的高級副總裁兼汽車解決方案業(yè)務(wù)部副總經(jīng)理。2021年，Dialog已經(jīng)不在全球前十大芯片設(shè)計公司之列，取而代之的是中國臺灣顯示驅(qū)動芯片設(shè)計公司奇景光電。2022年，AMD實現(xiàn)和賽靈思的合并后，其營收規(guī)?；?qū)⑦M一步提升，再次拉開全球前五大芯片設(shè)計公司和第六名至第十名之間的差距，前五大芯片設(shè)計巨頭的斷層將再次加大。03.前五大芯片設(shè)計巨頭打造傳奇故事
▲高通2021年各業(yè)務(wù)營收（數(shù)據(jù)來源：高通2021年財報）
2、英偉達：押注人工智能，成為AI計算龍頭英偉達創(chuàng)建于1993年，其初衷是研發(fā)PC電腦中的圖像渲染芯片。1995年英偉達推出了首個產(chǎn)品NV1，但是銷量不佳。1997年后，通過NV3、TNT和TNT2等后續(xù)產(chǎn)品，英偉達擊敗了在圖像渲染芯片領(lǐng)域最初的競爭對手3DFX，確立了自己的市場地位。隨著游戲和視頻需求不斷提升，1999年英偉達推出了第一款GPU（圖形處理器），該產(chǎn)品廣受好評。2004年，英偉達創(chuàng)始人黃仁勛發(fā)現(xiàn)GPU在并行計算上的效率遠超CPU。于是，英偉達開始研發(fā)CUDA編程工具，為GPU成為通用處理器打下了堅實的基礎(chǔ)。2012年，在多倫多大學(xué)的Geoffrey Hinton提交了名為AlexNet的深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，在ImageNet計算機視覺挑戰(zhàn)賽上獲得第一，該算法即采用了英偉達GTX 580 GPU進行訓(xùn)練。其錯誤率僅為16%，第二名的錯誤率則超過56%。由于GPU在人工智能算法和并行計算上的優(yōu)勢，GPU逐漸成為了人工智能計算和數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的通用芯片。早早布局人工智能的英偉達更成為了人工智能時代的大贏家。英偉達2022財年營收達269.1億美元，同比增長61%，其中最主要的原因是英偉達的游戲、數(shù)據(jù)中心和專業(yè)可視化業(yè)務(wù)。在2022財年，英偉達的游戲業(yè)務(wù)同比增長61%，達124.6億美元；其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入同比增長58%，達106.1億美元；專業(yè)可視化業(yè)務(wù)營收增長100%，達到21.1億美元；汽車和機器人業(yè)務(wù)則增長6%，達5.66億美元。這些英偉達的業(yè)務(wù)中，游戲業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心、專業(yè)可視化三個最主要的收入均創(chuàng)下新的營收記錄，幫助英偉達超越博通成為第二大芯片設(shè)計公司。
▲英偉達2022財年年各業(yè)務(wù)營收（數(shù)據(jù)來源：英偉達2021財年財報）
3、博通：安華高以小吞大成“新”博通博通成立于1991年，是通信領(lǐng)域的行業(yè)龍頭。2000年，博通展開了瘋狂收購，在通信領(lǐng)域進行了五筆以上的收購，總金額超過60億歐元。之后，博通在多媒體和存儲業(yè)務(wù)上都完成過并購交易，包括14億歐元收購Silicon Spic、28億歐元收購NetLogic Microsystems等。不過“收購狂人”博通也有被收購的一天。在以66億美元收購美國芯片供應(yīng)商LSI后，安華高在2015年以370億美元收購了博通，完成了半導(dǎo)體行業(yè)著名的以小吞大。此后，新的博通繼續(xù)保持著自己在通信、多媒體等領(lǐng)域的龍頭地位。2017年11月，博通還向高通發(fā)起收購要約，提議以1050億美元的金額收購高通的全部流通股，之后還將收購報價提升到了1210億美元。不過2018年3月，美國監(jiān)管部門以國家安全問題為由，否決了博通收購高通的計劃，這次驚天收購最后以失敗告終。2021年，博通營收274.5億美元，其主要產(chǎn)品有機頂盒SoC、有線網(wǎng)絡(luò)芯片、射頻前端模塊、Wi-Fi芯片等各類半導(dǎo)體產(chǎn)品和軟件服務(wù)。
▲博通產(chǎn)品及終端市場（圖片來源：博通2021年第四季度財報）
4、聯(lián)發(fā)科：由DVD芯片開始，已成智能手機SoC出貨量第一聯(lián)發(fā)科由中國臺灣的蔡明介創(chuàng)建，他是中國臺灣最早引進半導(dǎo)體技術(shù)的人，綽號“臺灣IC設(shè)計教父”。1997年，聯(lián)發(fā)科創(chuàng)建于中國臺灣新竹科學(xué)園區(qū)。聯(lián)發(fā)科最早依靠光盤存儲技術(shù)和DVD芯片起家，將原本價格高昂的視頻和數(shù)字解碼兩顆芯片集成在一起，并提供軟件方案，極大地降低了DVD的價格。2001年，聯(lián)發(fā)科占據(jù)了DVD芯片市場的60%，并同年于臺交所上市。2003年，聯(lián)發(fā)科進軍手機芯片行業(yè)，同樣通過高度集成，能夠低成本地提供手機芯片以及軟件方案，其方案被很多山寨手機所采用，行業(yè)人稱“山寨機之父”。智能手機時代，聯(lián)發(fā)科通過高性價比策略，被華為、中興等國產(chǎn)手機品牌所選用，打入中低端智能手機市場，成為了高通的主要競爭對手。2021年，聯(lián)發(fā)科營收為新臺幣4934.15億元（約合人民幣1127.95億元），增長53.2%，連續(xù)兩年創(chuàng)歷史新高，凈利為新臺幣2316.05億元（約合人民幣529.45億元），同比增長63.6%。據(jù)聯(lián)發(fā)科CEO蔡力行，其產(chǎn)品已應(yīng)用于20億臺電子設(shè)備，所有業(yè)務(wù)都實現(xiàn)了增長。在智能手機業(yè)務(wù)上，聯(lián)發(fā)科的主要收入增長來自于5G智能手機銷量的增長，并預(yù)計2022年其在中國之外的5G出貨量將翻一番。根據(jù)市場咨詢公司Counterpoint的數(shù)據(jù)，2021年聯(lián)發(fā)科出貨量占安卓智能手機SoC的46%，高通則為35%。其中聯(lián)發(fā)科大部分的市場份額增長來自手機價格低于299美元的中低端市場，高通則在399美元以上的中高端機型中的SoC和射頻前端中占據(jù)主導(dǎo)地位。
▲2021年按價格區(qū)分的安卓手機AP/SoC芯片組份額（圖片來源：Counterpoint）
5、AMD：與英特爾糾葛五十年，蘇媽帶領(lǐng)重?zé)ㄉ鷻CAMD成立于1969年，其創(chuàng)始人Jerry Sanders和英特爾創(chuàng)始人同樣來自仙童半導(dǎo)體，只不過是銷售高管，并非技術(shù)大佬。用Sanders自己的話來說：“英特爾5分鐘就拉來500萬美元風(fēng)投，而AMD卻花了500萬分鐘才拉來5萬美元?！?/span>由于有著同事之情，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）為AMD進行了融資，并授權(quán)AMD銷售英特爾處理器。于是AMD作為“第二供應(yīng)商”主攻性價比，與英特爾分別攻占高端和低端市場。1981年，英特爾開創(chuàng)性的16位8086處理器獲得IBM訂單。據(jù)悉由于產(chǎn)能有限，IBM要求英特爾授權(quán)AMD共同生產(chǎn)。不過兩家合作的時間并不久，英特爾和AMD在授權(quán)上產(chǎn)生了巨大的分歧。雙方在1987年-1994年進行了一場長時間的訴訟。最終AMD勝訴，獲得了x86授權(quán)。盡管AMD勝訴，但1993年英特爾推出了性能大漲的586（奔騰），將AMD甩在了后面。之后，AMD開始推出自研處理器，開始和英特爾進行技術(shù)層面上的對抗。這期間，AMD和英特爾的產(chǎn)品互有勝負，成為了一對“死敵”。2005年3月英特爾IDF開發(fā)者大會上，AMD甚至資助飛行表演隊在其上空拉出了AMD“Turion 64”的字樣。
▲AMD飛行表演隊在空中寫下“Turion 64”
2006年，AMD以54億美元收購當(dāng)時的GPU老二ATI，橫跨CPU和GPU兩大市場。然而兩年不到，AMD將ATI移動業(yè)務(wù)部Imageon的產(chǎn)品線以6500萬美元賣給了高通，錯失了移動市場，逐漸落入下風(fēng)，最落魄時甚至考慮賣掉公司總部大樓。2014年，蘇姿豐接任AMD CEO，通過打造更好的產(chǎn)品、加強客戶合作并簡化業(yè)務(wù)流程等措施，專注于游戲、數(shù)據(jù)中心和嵌入式設(shè)備等市場，重新煥發(fā)了生機。2020年10月，AMD對美國FPGA龍頭賽靈思發(fā)起收購，交易金額達350億美元。2022年2月，在各國監(jiān)管部門同意后，AMD宣布正式完成對賽靈思的收購。2021年，AMD營收為164億美元，增長68%，主要得益于計算和圖形（Computing and Graphics）以及企業(yè)、嵌入式和半定制（Enterprise，Embedded and Semi-Custom）兩個部門收入的增長。其計算與圖形部門收入93.32億美元，增速達45%；嵌入式和半定制部分收入71.02億美元，增長113%。
▲2021年AMD各業(yè)務(wù)營收占比（圖片來源：2021年AMD財報）
04.結(jié)語：摩爾定律推動寡頭壟斷芯片設(shè)計行業(yè)新節(jié)點將至？
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