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(dá)四大芯片巨頭已經(jīng)連續(xù)十年進(jìn)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(dá)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(dá)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(dá) 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(jìn)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。
01. 十年間，全球 Top10 芯片設(shè)計巨頭換了人間
根據(jù) IC Insights 排名，2012 年，全球前十大芯片設(shè)計公司分別為高通、博通、AMD、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科、美滿電子（Marvell）、艾薩華（LSI）、賽靈思（于 2022 年被 AMD 收購）、Altera（于 2015 年被英特爾收購）和安華高（AVAGO）。
當(dāng)時第五名聯(lián)發(fā)科與第六名美滿電子的營收分別為 33 億美元和 31 億美元，僅相差 2 億美元。2021 年，第五名 AMD 和第六名聯(lián)詠科技的營收差距已拉開到 116 億美元，第六名聯(lián)詠科技 + 第七名美滿電子 + 第八名瑞昱 + 第九名賽靈思的年營收之和，僅為 165 億美元，較 AMD 多 1 億美元。
▲ 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(tuán)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(dá)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(jìn)入 TOP5。
五大芯片巨頭中，高通為智能手機(jī) 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(jī)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(dá)是全球 GPU 市場的絕對龍頭，其 2022 財年營收達(dá) 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(jī)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(jī) SoC、TWS 耳機(jī)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(jī) 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)
從 2019 年開始，前五大芯片設(shè)計巨頭和 Top10 中后五大廠商營收開始逐漸拉開差距。這不僅是因為前五大芯片設(shè)計巨頭較早地在市場上取得了優(yōu)勢，更是因為其所處于智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、5G、PC 等快速增長的市場。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計公司 Statista 的數(shù)據(jù)，從 2020 年到 2030 年，智能手機(jī)都是全球半導(dǎo)體市場中最大的細(xì)分領(lǐng)域，2020 年智能手機(jī)半導(dǎo)體市場達(dá) 1160 億美元，到 2030 年這一數(shù)字可能將變?yōu)?2100 億美元。
排在智能手機(jī)之后的則是 PC、服務(wù) \ 數(shù)據(jù)中心和存儲市場（Servers,data centers,and storage），2020 年兩類半導(dǎo)體的銷售額分別為 1000 億美元和 760 億美元，這也恰好是高通、英偉達(dá)、博通、聯(lián)發(fā)科和 AMD 五大芯片設(shè)計公司的業(yè)務(wù)范圍。
▲ 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(jī) 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(jī) SoC 的絕唱，華為手機(jī)之后只能采用 4G SoC。
2020、2021 兩年，前十大芯片設(shè)計公司中的美國 FPGA 龍頭賽靈思和英國老牌模擬芯片廠 Dialog 先后被發(fā)起收購，如今兩項收購均已完成。
2020 年 10 月，AMD 對賽靈思發(fā)起收購，收購金額達(dá) 350 億美元。2022 年 2 月，國家監(jiān)管總局有條件地批準(zhǔn) AMD 收購賽靈思。之后，AMD 宣布正式完成對賽靈思的收購。
▲ 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(jìn)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
除了市場和并購因素，前五大芯片設(shè)計巨頭也都是從重重競爭中脫穎而出，并有著自己的傳奇故事。
1、高通：從通信起家，擊敗德儀成為手機(jī) SoC 王者
前五大廠中，高通最早是一家無線通信技術(shù)公司，成立于 1985 年。1989 年和 1993 年，高通分別推出時分多址技術(shù)（TDMA）和碼分多址技術(shù)（CDMA），打造了 2G 和 3G 時代的通信標(biāo)準(zhǔn)。
2000 年，高通將手機(jī)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備業(yè)務(wù)出售，專注于通信技術(shù)與手機(jī) SoC 的研發(fā)。由于其通信領(lǐng)域的積累和專利墻，2007 年高通超越德州儀器成為全球第一大無線芯片供應(yīng)商。
2021 年，高通繼續(xù)穩(wěn)坐全球第一大芯片設(shè)計公司，其非授權(quán)業(yè)務(wù)收入達(dá) 270 億美元，主要的收入增長包括智能手機(jī)產(chǎn)品、射頻產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。
根據(jù) 2021 年財報，由于蘋果和其他 OEM 廠商對 5G 產(chǎn)品需求增加，高通智能手機(jī)產(chǎn)品增長了 63.69 億美元，其中 36 億美元是因為高通的 SoC 出貨量增長。
此外，高通的射頻產(chǎn)品營收增長了 17.96 億美元、汽車產(chǎn)品增長了 3.31 億美元，IoT 產(chǎn)品增長了 20.30 億美元。
▲ 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(dá)：押注人工智能，成為 AI 計算龍頭
英偉達(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)創(chuàng)始人黃仁勛發(fā)現(xiàn) GPU 在并行計算上的效率遠(yuǎn)超 CPU。于是，英偉達(dá)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(jī)視覺挑戰(zhàn)賽上獲得第一，該算法即采用了英偉達(dá) GTX 580 GPU 進(jìn)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(dá)更成為了人工智能時代的大贏家。
英偉達(dá) 2022 財年營收達(dá) 269.1 億美元，同比增長 61%，其中最主要的原因是英偉達(dá)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(dá)的游戲業(yè)務(wù)同比增長 61%，達(dá) 124.6 億美元；其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)收入同比增長 58%，達(dá) 106.1 億美元；專業(yè)可視化業(yè)務(wù)營收增長 100%，達(dá)到 21.1 億美元；汽車和機(jī)器人業(yè)務(wù)則增長 6%，達(dá) 5.66 億美元。
這些英偉達(dá)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(dá)超越博通成為第二大芯片設(shè)計公司。
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(jìn)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(jī)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(jī) 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(jìn)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(jìn)軍手機(jī)芯片行業(yè)，同樣通過高度集成，能夠低成本地提供手機(jī)芯片以及軟件方案，其方案被很多山寨手機(jī)所采用，行業(yè)人稱“山寨機(jī)之父”。
智能手機(jī)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(jī)品牌所選用，打入中低端智能手機(jī)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(jī)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(jī)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(jī) 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(jī)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(jī)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(jī) 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C(jī)
AMD 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?！?/p>
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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)，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(qiáng)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(jī)。
2020 年 10 月，AMD 對美國 FPGA 龍頭賽靈思發(fā)起收購，交易金額達(dá) 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(dá) 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？
近兩年來，由于新冠肺炎疫情影響，智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心、PC 等領(lǐng)域的芯片需求快速增長，高通、英偉達(dá)、博通、聯(lián)發(fā)科、AMD 等芯片設(shè)計巨頭的營收也呈快速增長的趨勢。為了保證自身技術(shù)實力和產(chǎn)品競爭力，這些芯片設(shè)計巨頭都在開辟新的產(chǎn)品線：高通開始加強(qiáng)汽車、AR / VR 業(yè)務(wù)；英偉達(dá)推 GPU+CPU+DPU 的數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略，還要收購 Arm；AMD 收購賽靈思加強(qiáng) FPGA 等。
對芯片設(shè)計行業(yè)來說，一方面，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)正快速發(fā)展，芯片的性能、功耗要求持續(xù)提高。但另一方面，當(dāng)前摩爾定律面臨瓶頸，先進(jìn)制程的芯片設(shè)計費用不斷提升。因此，只有足夠大的芯片市場才能容納先進(jìn)制程芯片，只有行業(yè)龍頭才有動力、有能力進(jìn)行產(chǎn)品迭代，促使了寡頭壟斷市場與芯片設(shè)計公司斷層現(xiàn)象的出現(xiàn)。
未來，隨著各國保障自身半導(dǎo)體供應(yīng)意識的加強(qiáng)，其對半導(dǎo)體巨頭并購將更加警覺。后摩爾時代與后疫情時代，已呈現(xiàn)寡頭競爭的芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)或?qū)⑦M(jìn)入新的節(jié)點。
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