昔日王者英特爾的ARM之痛，半導體市場(chǎng)戰爭的下半場(chǎng)走向何方？

芯片巨頭英特爾似乎可以松一口氣。

8月12日，半導體市場(chǎng)研究公司IC Insights公布了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(xiāo)售排名。其中，英特爾上半年半導體產(chǎn)品銷(xiāo)售額389.51億美元，同比增長(cháng)22%。

全球前十大半導體廠(chǎng)商的銷(xiāo)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(cháng)17%，是全球半導體行業(yè)上半年增長(cháng)率5%的三倍以上。

來(lái)源：IC Insights官網(wǎng)

從銷(xiāo)售額來(lái)看，雖然英特爾最近風(fēng)波不斷，卻依舊穩住了“全球最大半導體廠(chǎng)商”的寶座，在銷(xiāo)售額和增速上，都甩開(kāi)了排名第二的三星一定距離。但看似繁榮的背后，英特爾承受著(zhù)不小的壓力。

6月23日，蘋(píng)果在2020年的全球開(kāi)發(fā)者大會(huì )上宣布與合作了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(chǎn)品上，徹底實(shí)現移動(dòng)端和PC端底層計算架構的打通。

接著(zhù)，7月以來(lái)，英偉達股價(jià)一路高漲，取代英特爾，首次成為了美國市值最高的芯片制造商，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(jìn)度延期這一消息直接推動(dòng)其股價(jià)跳水，當日開(kāi)盤(pán)，瞬間暴跌超15%，創(chuàng )近四個(gè)月以來(lái)新低，而其PC端最大競爭對手AMD公司的股價(jià)上漲超過(guò)70%，市值超1000億美元。

英特爾7nm芯片延期的可能市場(chǎng)已有預期。早在2016年，英特爾原計劃推出的10nm制程最后拖到了2019年才面世，2019年就應該推出的7nm制程技術(shù)也因良品率問(wèn)題被一拖再拖。但更讓英特爾緊張的是蘋(píng)果Mac系列產(chǎn)品轉向ARM。據華爾街投行伯恩斯坦（Bernstein）估計，蘋(píng)果的筆記本電腦業(yè)務(wù)占英特爾銷(xiāo)售額的2％至4％，占其收入的6-8%。單從銷(xiāo)售額占比上來(lái)說(shuō)，雖然看似影響有限，但是真正的打擊可能來(lái)自蘋(píng)果帶來(lái)的示范效應。

其實(shí)，在蘋(píng)果嘗試轉移至ARM之前，微軟早已在Surface Pro X系列產(chǎn)品上開(kāi)始適配ARM架構，但示范性不強，沒(méi)有足夠動(dòng)力在A(yíng)RM上深入，更何況還有看起來(lái)密不可分的Wintel聯(lián)盟。但無(wú)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(jīng)的小弟AMD率先實(shí)現7nm芯片量產(chǎn)商用，股價(jià)5年漲幅6.8倍；在X86外的不同指令集下，ARM在互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)智能終端上的地位穩固，對英特爾的PC端市場(chǎng)虎視眈眈。曾經(jīng)的芯片“老大”英特爾在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代為何落寞？而ARM又是否能引領(lǐng)接下來(lái)的時(shí)代之潮？

英特爾的移動(dòng)芯片敗局

比爾·蓋茨曾直言，沒(méi)有重視移動(dòng)手機市場(chǎng)是他“在微軟犯下的最大錯誤，而且是完全可以規避的技術(shù)性錯誤?！?/p>

微軟不是孤例，巨頭們想跨越時(shí)代的深壑繼續維持其龐大體量，并不是件容易的事情。顯然，英特爾沒(méi)有跨過(guò)這一步，隨著(zhù)PC時(shí)代浪潮褪去，英特爾在智能移動(dòng)端顯得有些無(wú)所適從，在移動(dòng)互聯(lián)芯片市場(chǎng)的爭奪中步步敗退。

英特爾并非在移動(dòng)互聯(lián)芯片市場(chǎng)毫無(wú)作為。

1997年，處理器巨頭DEC公司將其半導體制造業(yè)務(wù)出售給英特爾，英特爾因此獲得StrongARM的開(kāi)發(fā)權限。為創(chuàng )造一個(gè)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(fā)的i860和i960。StrongARM采用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(shí)算是高性能低能耗的優(yōu)異產(chǎn)品。

在StrongARM基礎上，2000年，英特爾研發(fā)了始于A(yíng)RM架構v5TE指令集的CPU——XScale處理器，它在架構擴展的基礎上同時(shí)也保留了對以往產(chǎn)品的向下兼容。同時(shí)，相比于標準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(shí)口碑不錯。

XScale雖然性能強勁，但遺憾的是生不逢時(shí)。

在21世紀初，手機市場(chǎng)還是功能機的天下，智能機市場(chǎng)很小，而功能機對高性能、高能耗的移動(dòng)芯片需求不高。要知道，當時(shí)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(shí)間的手機，對當時(shí)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)是難以忍受的。

與此同時(shí)，因為英特爾在基帶專(zhuān)利技術(shù)上積累不足，致使手機廠(chǎng)商在搭載XScale時(shí)需額外配置基帶芯片，這增加了手機的生產(chǎn)成本和手機的設計難度?；鶐Ъ夹g(shù)的優(yōu)劣甚至會(huì )影響到整個(gè)處理器的成敗，高通便因其強大的基帶技術(shù)在整個(gè)3G、4G時(shí)代稱(chēng)霸全球通信市場(chǎng)。如今，高通在打贏(yíng)了美國聯(lián)邦貿易委員會(huì )（FTC）反壟斷訴訟的官司后，繼續采取專(zhuān)利收費 + 芯片銷(xiāo)的商業(yè)模式躺贏(yíng)5G時(shí)代。

移動(dòng)端芯片市場(chǎng)前景黯淡的同時(shí)，2006年，英特爾PC端業(yè)務(wù)正遭遇老對手AMD的猛烈攻擊，市場(chǎng)份額被追平。就在一年前，還發(fā)生了一件如今為業(yè)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(guò)了布局移動(dòng)端芯片的最佳時(shí)機，但在當時(shí)的英特爾看來(lái)，這是一個(gè)情理之中的選擇：2005年全球手機應用處理器市場(chǎng)總計僅8.39億美元，而同年英特爾的營(yíng)收達到388億美元，顯然，彼時(shí)的移動(dòng)芯片市場(chǎng)難以滿(mǎn)足英特爾的胃口，PC端市場(chǎng)是英特爾的營(yíng)收的大本營(yíng)。

為守住其PC端市場(chǎng)的基本盤(pán)，英特爾直接砍掉了當時(shí)看來(lái)并不賺錢(qián)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)（這也是英特爾有史以來(lái)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(yè)務(wù)出售給Marvell公司），收縮戰線(xiàn)，全力投入PC端，自然不會(huì )考慮額外分出研發(fā)團隊和生產(chǎn)線(xiàn)為當時(shí)的蘋(píng)果生產(chǎn)手機芯片。

放在當時(shí)的背景下看，砍掉移動(dòng)端業(yè)務(wù)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(chǎng)第一的地位，再次勝過(guò)AMD。但錯過(guò)歷史窗口期后，英特爾重回移動(dòng)芯片市場(chǎng)變得異常艱難。

在此之后，2008年，英特爾嘗試通過(guò)Intel Bonnell微處理器架構開(kāi)發(fā)Atom來(lái)重啟移動(dòng)芯片市場(chǎng)，但因市場(chǎng)定位不清、高能耗問(wèn)題未改善、基帶技術(shù)不過(guò)關(guān)等多種原因，Atom系列產(chǎn)品在手機、平板和低成本PC間游移，始終未能打出一片天地。2019年，隨著(zhù)高通和蘋(píng)果的和解，英特爾將5G業(yè)務(wù)賣(mài)給蘋(píng)果，徹底退出了移動(dòng)基帶市場(chǎng)。

而在移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代步履蹣跚的英特爾面臨的殘酷現實(shí)是，PC市場(chǎng)份額不斷萎縮，而移動(dòng)互聯(lián)芯片的領(lǐng)地不斷擴大。支撐英特爾高速成長(cháng)的市場(chǎng)底座發(fā)生了變化，英特爾因此陷入尷尬之中。

就在英特爾在移動(dòng)芯片市場(chǎng)步步敗退之際，ARM正在移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代乘勢生長(cháng)。

成為巨人的ARM

如果說(shuō)英特爾是PC時(shí)代的“霸主”，那么ARM(安謀)則登上了移動(dòng)終端時(shí)代的“王座”。

ARM最初的簡(jiǎn)稱(chēng)是Acorn RISC Machine。Acorn Computer創(chuàng )立于1978年，總部位于劍橋，由Andy Hopper(劍橋大學(xué))，Chris Curry(Sinclair Research)和Herman Hauser(劍橋大學(xué))創(chuàng )建。

在英特爾Intel x86構架統治PC的時(shí)代，Acorn向Intel申請80286處理器樣片，但遭到拒絕，無(wú)奈之下，Acorn選擇自研處理器。

1983年10月，Acorn啟動(dòng)了代號為Acorn RISC的項目，由芯片生產(chǎn)公司VLSI Technology負責生產(chǎn)。1985年4月26日，VLSI產(chǎn)出第一顆Acorn RISC處理器ARM1。為了避免與當時(shí)市場(chǎng)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。

盡管在此后多年發(fā)展中，因為移動(dòng)智能終端遲至2008年之后才出現爆發(fā)式增長(cháng)，ARM的經(jīng)歷一度非?？部?。但正是在英特爾等巨頭的陰影下，避開(kāi)巨頭鋒芒的ARM伴隨移動(dòng)智能終端的興起，悄然成長(cháng)起來(lái)。

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(yè)、320家處理器優(yōu)化包和物理IP包授權伙伴，15家架構和指令集授權企業(yè)，全球95%以上的智能手機和平板電腦都采用的ARM架構的處理器，ARM每年的出貨量從2013年的每年100億臺上漲到現在每年的200億臺。

如果僅僅從數字難以感受ARM公司在市場(chǎng)受到的追捧程度，那么看看ARM的對手英特爾、高通、西部數據、SK海力士等對ARM競爭對手——致力于將開(kāi)源半導體技術(shù)商業(yè)化的SiFive Inc——的扶持就可以感受出ARM之于業(yè)界的重要性。

能在巨頭中突破重圍，與ARM的模式有很大關(guān)系。

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(chǎn)模式）的大包大攬，使眾多廠(chǎng)商可以在其指令集內繼續設計和創(chuàng )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(zhuān)利授權給買(mǎi)下設計的公司，公司可以直接按其設計方案生產(chǎn)。

二是處理器和物理IP的授權模式。此種模式下企業(yè)需嚴格按照ARM規定工藝流程來(lái)生產(chǎn)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(píng)果、華為等實(shí)力雄厚的手機廠(chǎng)商可以在A(yíng)RM架構下自行設計和優(yōu)化芯片。

其中，RISC-V指令集更為激進(jìn)，直接基于RISC（精簡(jiǎn)指令集）原則開(kāi)源指令集架構，允許任何人設計、制造和銷(xiāo)售RISC-V芯片和軟件而不必支付給任何公司專(zhuān)利費。阿里巴巴旗下的半導體公司平頭哥2019年研發(fā)的玄鐵910（XuanTIE910）處理器便是采用的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制造到封裝的所有環(huán)節。在集成電路行業(yè)發(fā)展的早期，企業(yè)一般都是用這種大包大攬的IDM模式。在移動(dòng)終端領(lǐng)域中，低成本、微利潤的處理器是無(wú)法支撐這一重度投入模式的。

ARM公司開(kāi)創(chuàng )的授權模式，將芯片的架構、設計（Fabless，如高通、聯(lián)發(fā)科、海思）和生產(chǎn)（Foudary，如臺積電）分開(kāi)，它激活了全產(chǎn)業(yè)鏈的活力，不僅提高了生產(chǎn)效率和新工藝迭代的速度，也降低了生產(chǎn)成本，從而形成了日益繁榮的ARM生態(tài)。

也就是說(shuō)，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(yè)模式、不同市場(chǎng)定位的道路。隨著(zhù)PC電腦市場(chǎng)的飽和與移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代到來(lái)，ARM也必將向英特爾的PC端市場(chǎng)伸出觸角。但英特爾和X86已然是昨日黃花嗎？實(shí)際情況沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。

未來(lái)誰(shuí)主沉??？

要講清X(qián)86架構和ARM架構孰優(yōu)孰劣、誰(shuí)將一統市場(chǎng)行業(yè)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(shù)差異，也涉及服務(wù)器、PC和智能移動(dòng)端的不同使用場(chǎng)景，需要設計者在芯片性能、功效、能耗和應用場(chǎng)景上做出選擇。

技術(shù)在芯片市場(chǎng)重要，但已不是唯一衡量標準。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不管是ARM還是X86，都在逐漸補齊各自的短板，不再僅采取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，可以說(shuō)標著(zhù)RISC、CISC的CPU架構們，幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的明確差異。

英特爾近幾年雖困難重重，但在財報營(yíng)收的變現上并不差。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(yíng)收197億美元，凈利潤是51億美元，同比增長(cháng)分別為20%和22%。

英特爾的10nm制程芯片雖數次“跳票”，但其技術(shù)底蘊仍在，據英特爾頂級工程師表示，難產(chǎn)數年的虎湖（Tiger Lake）微架構CPU將在9月2日發(fā)布，它將采用FinFET結構的升級版——SuperF技術(shù)，能夠提供更強的外延源極/漏極、改進(jìn)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臺積電和三星同等級的兩倍，大約相當于臺積電7nm的密度。也就是說(shuō)，英特爾推出的10nm工藝效能可以等同于其他廠(chǎng)商7nm芯片的工藝效能。

對內，英特爾開(kāi)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(jīng)濟提供技術(shù)基礎。英特爾傳統PC業(yè)務(wù)占比已經(jīng)從原來(lái)的80%下降到現在的50%，下降的部分被數據中心業(yè)務(wù)所代替。無(wú)論是存儲、PC傳統業(yè)務(wù)，還是數據中心這類(lèi)新晉業(yè)務(wù)，英特爾都占據著(zhù)行業(yè)頂尖地位，其在工業(yè)系統和自動(dòng)駕駛等新市場(chǎng)上也都有布局。

對ARM來(lái)說(shuō)，除了要在技術(shù)上繼續保持升級創(chuàng )新外，還需要做到生態(tài)布局上的完善：

上下游聯(lián)動(dòng)，構筑ARM的產(chǎn)業(yè)能用性。ARM服務(wù)器芯片應該作為底層應用序列，滿(mǎn)足下游廠(chǎng)商在服務(wù)器場(chǎng)景包括數據、存儲、調用等方面的基礎應用，降低客戶(hù)的兼容成本。

加速產(chǎn)業(yè)布局，建立ARM生態(tài)。Windows/X86發(fā)展了三十多年，生態(tài)下應用軟件不計其數，統一的硬件、開(kāi)發(fā)和基礎設施構成的壁壘是ARM攻占PC市場(chǎng)繞不過(guò)去的一道坎。

而且，更年輕的公司已經(jīng)來(lái)勢洶洶。

8月12日，據路透社報道，SiFive Inc公布已從包括SK Hynix和沙特阿美在內的投資者那里籌集了額外的6000萬(wàn)美元資金。其現有投資者（包括來(lái)自英特爾公司，高通公司和西部數據公司的風(fēng)險投資部門(mén)）也加入了這輪融資，目前該公司估值超過(guò)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(chǎn)品線(xiàn)已經(jīng)威脅到ARM公司的收費產(chǎn)品，并且還擁有后者缺乏的64位架構產(chǎn)品。ARM公司甚至不惜惡名，專(zhuān)門(mén)上線(xiàn)了一個(gè)網(wǎng)站riscv-basics.com來(lái)批判RISC-V。

英特爾的故事已經(jīng)證明：技術(shù)層面的領(lǐng)先、商業(yè)模式上的成功，都存在一時(shí)一地的局限性。在5G及萬(wàn)億互聯(lián)智能設備組成的物聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代，保持創(chuàng )新和擁抱變化仍是英特爾和ARM們的立足之本。