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    • 1. PSG是谁
    • 2. 拆分FPGA:甩包袱还是套现?
    • 3. 拆分FPGA,谁会受益?
    • 4. 拆分FPGA,有什么问题?
    • 5. 结语
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英特尔为何拆分FPGA:全网最深度解读

2023/10/20
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阅读需 20 分钟
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在我离开英特尔两年后,我所在的整个FPGA业务部门、上千号兄弟,决定跟随我的脚步,离开英特尔……

开个玩笑啦。

不过不开玩笑的是,全球的FPGA行业即将出现一波大洗牌,也即将出现一个全球最大的FPGA公司。

就在国庆假期期间,老牌芯片巨头英特尔突然宣布,要将旗下的FPGA部门PSG拆分独立运营,并计划在未来三年内上市。FPGA行业沉寂已久,这无疑是一个惊天大新闻。

英特尔为什么要拆分FPGA业务、谁会从中获利、存在怎样的问题、会对中国的芯片行业、特别是中国的FPGA行业,带来怎样的影响。今天的文章我们就一起来聊聊这几件事情,顺带聊一下我们行业不为人知的八卦,别忘了文末点个赞。

1. PSG是谁

不了解FPGA的朋友可能没听说过PSG,它是英特尔旗下的一个业务部门,前身是全球第二大FPGA公司Altera,也是我的前司。结果,就在我加入后不久啊,Altera就在2015年被英特尔花167亿美元收购了,这也是英特尔历史上最大的收购案,当时也是震惊了整个芯片行业。

被收购之后,Altera就变成了现在的PSG,全称是可编程解决方案事业部。听起来比较抽象,其实它主攻的业务方向一直没变,就是可编程逻辑芯片FPGA。

不知道FPGA是什么的朋友也没关系,只需要知道这是一种特殊的可编程高性能芯片,是通信军工航天这些关键领域的基础性芯片,并且也是我国卡脖子的芯片类型之一,就可以了。

多说一句,Altera被英特尔收购之后过了没几年,全球第一大FPGA公司赛灵思,也被英特尔的友商AMD花了350亿美元收入囊中,相当于AMD当时两年多的收入,再次震惊芯片行业。

所以,FPGA芯片的两大巨头公司,分别被CPU芯片的两大巨头收购,这背后肯定不仅仅是英雄所见略同那么简单。英特尔和AMD之所以会重金押注FPGA,本质原因只有一个,那就是想靠FPGA补强他们的数据中心业务。

大家都知道,蓝厂和红厂的主要业务是卖台式机和笔记本里的CPU,这是他们的基本盘。但可能很多人不知道的是,这却不是他们最赚钱的业务。这两家公司过去、现在、以及未来相当长时间一直发力的重点,就是数据中心。而好巧不巧的是,这也是FPGA和CPU两种芯片最大的重叠之处。FPGA有着很强并行计算能力和很灵活的编程能力,对蓝厂和红厂的数据中心业务有着非常大的补强作用,可以说补上了CPU最大的短板。

正因如此,全球各大云计算和互联网公司也在纷纷采用FPGA作为数据中心的硬件加速器,从而极大提升数据中心的性能、灵活性,同时降低功耗。比如微软就在数据中心部署了上百万个FPGA,亚马逊云AWS也增加了FPGA云端开发资源,阿里腾讯字节也研发了不少FPGA在数据中心的应用。

现在GPU和AI有多火,当年FPGA在数据中心就有多火。

那么问题就来了,既然FPGA这么有用,为什么英特尔要拆分这部分业务呢?这里就有表面和深层两方面的原因,接下来我就来给你梳理一下。

2. 拆分FPGA:甩包袱还是套现?

英特尔之所以要拆分FPGA业务,我总结了两方面的原因。先说表面原因,那就是蓝厂太太太太缺钱了。

英特尔CEO Pat Gelsinger上任以来,就在全力加码芯片制造和代工业务,从2021年开始就陆续宣布了接近两千亿美元的投资计划。要知道,英特尔一年的营收才六百亿美元左右,两千亿相当于全公司不吃不喝三四年。

没钱怎么办?两个字:借、卖。借,就是向政府借钱、要补贴,特别是现在北美和欧洲都纷纷推出芯片法案,很大一部分都会用于补贴芯片制造、特别是先进制程工艺的芯片制造。这里面蓝厂会拿大头。这部分就不多说了,懂的都懂。

我主要想说的是第二个字:卖。买房的时候爹妈给了首付,贷款还是得靠自己还。还不上的话,就得变卖资产了。过去两年英特尔已经关停、出售或分拆了很多业务部门,比如傲腾持久内存、固态硬盘、NUC迷你PC、无人机、收购Barefoot而来的Tofino交换机芯片,以及前不久刚刚分拆上市的Mobileye等等。

严格来说,Mobileye和前面的那些例子不一样。那些都属于表现不佳、没有盈利、或者未来前途光明但短期之内仍然需要继续投入的业务,虽然比较可惜,但卖也就卖了,毕竟皮之不存毛将焉附。但Mobileye不一样,它属于自动驾驶这个热点领域,本身也在高速增长,于是英特尔没有选择直接卖、而是选择了拆分上市,也成为了2022年美股最大的芯片IPO,到现在已经涨了48%,市值超过320亿美元。

有意思的是,Mobileye也是被英特尔收购的,在2017年花了153亿。简单计算的话,英特尔5年时间赚了167亿美元,这也是蓝厂为数不多的成功收购案例。

Mobileye的成功上市,一下子让Pat打开了思路,头上的那个小灯泡啪就亮了。留着下金蛋的母鸡一个一个的下蛋太慢了,不如给这个母鸡估个值,直接去资本市场上套现岂不是更快。不仅一波就能赚几十上百亿,还能通过持有多数股权保留对母鸡……对公司的控制,一举两得。

于是,蓝厂的下一个目标,就很自然的落到了PSG、也就是FPGA部门上了。和Mobileye面临很多自动驾驶初创公司的挑战不同,FPGA芯片属于门槛极高的领域,过去几十年基本上都是两大公司寡头垄断的局面。从这个角度来看,说不定把PSG拆分上市之后赚的更多。

说完了表面原因,我们再来说说深层原因:那就是FPGA这个业务虽然优质,但并不核心。相当于英特尔和PSG一起过了8年,然后啪发了一张好人卡,说离了吧,咱俩并不合适。

这就很有意思了,为什么需要这么久才认识到这个问题呢?本质原因, 是因为CPU和FPGA两种芯片的发展速度并不匹配。

CPU我们都知道,不管是平时我们自己用的台式机、笔记本,还是数据中心的高性能CPU,甚至是手机里的处理器芯片,基本都保持着每年更新一次的节奏。像性能、功耗这些指标,提升幅度都得是两位数打底,苹果M1出来的时候甚至能达到百分之几百的能效提升。不过同样的,由于每年都有新品,一款CPU芯片过时的速度也很快,也就是它的生命周期其实比较短暂。

而FPGA正好相反。FPGA历经几十年的发展,主要技术已经比较成熟。比如现在的六输入查找表结构、可编程互联网络这些东西,十几年前我读博士的时候已经是这样了。缺少颠覆式的变化,FPGA整个市场的发展已经比较稳定。举个例子,英特尔在财报中披露,PSG已经接连三个季度取得了创纪录的营收,不过年化增长率也就9%左右。这对于追求短期大量资金入账的蓝厂来说,显然不够性感。

不过相比CPU,一个FPGA芯片的生命周期可以非常长,短则几年,长则十几年也很常见。前不久AMD赛灵思宣布,将7系列FPGA芯片的支持时间延长到2035年,相当于25年的生命周期。这其实就意味着很强的用户粘性、很长尾的源源不断的收入,就好比那个下金蛋的母鸡能不断的下25年金蛋。这种稳定性和确定性对于公司来说是很理想的情况。

不过蓝厂显然等不了十几二十年了,也没工夫等你慢慢猥琐发育。那前面说CPU和FPGA最重合的数据中心业务,到底发展的怎么样呢?答案是,的确有发展,但并没有想象中的那种爆发式的发展。

像前面那些互联网公司集中使用了一波FPGA之后,后面好像就没太听说更多有关FPGA的新应用了。近几年人工智能、生成式AI和大模型爆火,而FPGA在AI领域的应用已经肉眼可见的远远落后于英伟达的GPU了。

在大模型出现之前,FPGA在AI应用中有着灵活性和功耗的独特优势,我们之前也介绍过多次。但现在大模型出来之后,算力成为绝对的王道,特别是在数据中心和大模型训练领域,FPGA这些独特的优势已经被GPU简单粗暴的算力优势降维打击了。

各家都在不计成本的投入,那FPGA的成本优势又有什么意义呢?

相比之下,边缘端、AIoT等这些领域,主要面向推理应用,对能效的需求更强,这或许才是FPGA能够大显身手的领域。但好巧不巧的是,这些也是英特尔对于FPGA战略放弃的领域。在蓝厂的新闻稿中,他们自己也承认,PSG一直专注于数据中心解决方案,而没有充分服务于FPGA真正的高增长、高利润市场,如工业、汽车、国防和航空航天。相当于自废一半武功。这也从另外一个角度证明,英特尔对FPGA的收购,并没有起到1+1>2的效果。

现在手放开,或许才是最好的疼爱。

3. 拆分FPGA,谁会受益?

消息一出,不少声音认为这也代表英特尔收购Altera的失败。我倒不这样认为。这次拆分PSG独立上市,其实对于英特尔和PSG来说都是个好事,算是个双赢。对于英特尔来说,可以快速获得大量资金,从而让Pat继续加码投资晶圆厂和芯片制造,这也是英特尔拆分PSG的初心。

不过进一步看,FPGA和芯片的先进制造是密不可分的,这也代表着拆分后的PSG和英特尔也会保持紧密的关系,英特尔也表示,会保留多数股权。我在我的书里和视频里都介绍过,FPGA一直是先进工艺和先进封装技术的最早采用者和实践者。一方面,FPGA上的可编程逻辑阵列比较规整,很适合帮助先进工艺早期良率爬坡的时候进行优化调整。所以FPGA一直都会采用最先进的工艺进行制造。现在英特尔推行4年5个工艺节点的路线图,肯定也离不开FPGA帮助优化芯片制造工艺。

另一方面,现代FPGA属于高度异构集成的芯片,通常由多个不同工艺、不同功能的小芯片、也就是Chiplet组合在一起,这就离不开先进封装技术。在Chiplet在CPU和AI芯片里大行其道之前,FPGA早就开始使用Chiplet技术了。比如英特尔Stratix10 FPGA就是由一个14纳米的可编程逻辑芯片,外加多个Chiplet,通过英特尔的EMIB技术拼在一起的。这些Chiplet可以是高带宽内存HBM、PCIe控制器以太网控制器等等。再比如英特尔现在最新推出的Agilex7 FPGA,就集成了支持PCIe5.0和CXL的小芯片。

这样做的好处显而易见,通过改变这些小芯片的类型,就能组合出来面向不同应用的FPGA芯片,也降低了制造一个完整大芯片带来的低良率风险和高成本。当然,这也能帮助英特尔的晶圆代工业务继续提升先进封装的能力,除了2.5D的EMIB桥接技术之外,未来或许我们也可以看到基于Foveros3D封装技术的FPGA芯片。

对于拆分后的PSG来说,最大的好处就是更有自主性、更灵活了。就拿前面说的芯片制造工艺和先进封装来说,PSG的FPGA没必要完全使用英特尔的工艺和封装技术,也完全可以使用台积电和其他代工厂,放在市场里竞争,谁好就用谁的,这对于PSG产品力的提升也很有帮助。

此外,拆分后的PSG将成为全球最大的FPGA公司,这一点毋庸置疑。独立运行并引入外部资本之后,就有更多资源、可以更加自由的调整产品组合,根据市场需求进行自身定位。除了数据中心之外,也势必会更加发力之前战略放弃的工业、汽车、金融等等领域,更好的服务更广泛的FPGA市场。

4. 拆分FPGA,有什么问题?

一切都看起来这么美好,如果我们的故事就停在这里,各家都会收获一个美好结局,走向人生巅峰。但是不出意外的话,意外就出现了。这次拆分仍然存在一些潜在的问题,这部分比较敏感,这里只说三个不成熟的想法,不是毒奶,老东家市场部的兄弟也别来找我。

首先就是领导。英特尔执行副总裁Sandra Rivera将担任拆分后PSG的CEO。这位Sandra是何方神圣呢?她是英特尔的多朝元老,2000年加入,并见证了英特尔五任CEO的改朝换代。她是销售出身,先做了15年的销售和市场营销工作,之后成为网络平台事业部的总经理。再之后,在2019年的组织架构调整中,被安排到了人力资源部,担任首席人事官。这种从技术部门转行政部门的任命,明眼人都能看出来是什么用意。一般别的大佬遇到这种情况,或许就都离职了,结果Sandra一直把人事干了下来。直到2021年Pat回归,任命Sandra担任数据中心和AI部门的总经理,而这也是英特尔最最重要的部门。

不过,就事论事的说,Sandra更像是一个职业经理人,但并不是一个像AMD的苏妈那样能开疆扩土冲锋陷阵的将军。她或许能很好的完成几千人团队的日常运营和管理,而拆分之后的PSG,亟需有大将带领摧城拔寨,打下一片天地,Sandra的特质看起来并不适合。

做个不太恰当的比喻,这有点像阿里官宣1+6+N架构调整,原CEO张勇all in阿里云担任CEO,立志要带阿里云上市,创造一个新江湖。结果没过多久就宣布带着10亿美元离开,成为真正的逍遥子。

英特尔选择让Sandra掌舵拆分后的PSG,或许更多是希望借助她的经验,整合一波公司内外的资源,实现平稳过渡。而且,既然我能看出来这些问题,那蓝厂的那帮大佬自然清楚。所以也通过这波操作,送走Sandra,寻找更适合的人重新执掌数据中心和AI这个最关键部门,这或许才是这次任命背后的另一层深意。

拆分FPGA带来的第二个问题,就是不确定性。

前面说FPGA业务最大的特点就是稳定,那是建立在组织结构不出幺蛾子的前提下。有工作经验的朋友都知道,职场里最不想要的就是各种reorg、也就是组织架构调整。你想想,你连自己在哪个部门都不确定、自己做的东西和部门的目标是否一致都不知道,还有心思好好工作吗?当年英特尔收购Altera变成PSG的过程,也是经历了好几次组织调整,部门领导一茬一茬的换,同事一波一波的走,这个时候很难专注于工作本身。

所以,如何能让拆分后的PSG快速稳定下来,大家齐心协力冲业绩,而不是冲位子,或许是PSG新任领导最该思考的难题。

拆分FPGA带来的第三个问题,就是市场竞争格局的变化。

八年时光沧海桑田,PSG战略放弃的嵌入式、工业和汽车这些领域,并非没有竞争者入局。比如美国的Lattice公司,就专注于低功耗FPGA业务,过去五年股价涨了快9倍。中国也有一批本土FPGA公司迅速崛起,比如安路科技、复旦微电子、高云半导体、紫光同创、京微齐力等,他们做的也大都是中小规模和中低密度的FPGA产品,并且可以实现一定程度的国产替代,也在积极构建自己的生态。

更不用说老对手、被AMD收购的赛灵思,并没有选择放弃工业汽车和通信领域,反而趁机吃了一大波Altera丢掉的份额,上个季度增长16%,营收达到14.59亿美元,成为最大赢家。

所以,如何把失去的都慢慢拿回来,对于PSG来说或许并没有那么简单。

5. 结语

天下大势,分久必合,合久必分。8年前英特尔不惜花巨资收购Altera,CPU和FPGA的结合也激发了业界无尽的想象。

七年之痒已过,曾经的小甜甜变成了牛夫人。当双方回归理性,发现分开或许才是最好的结局。不知道还在蜜月期的AMD和赛灵思看到这个消息,是怎样的感受。你觉得这次拆分对英特尔和FPGA行业来说会带来哪些改变,也欢迎在评论区说说你的想法。

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微信公众号“老石谈芯”主理人,博士毕业于伦敦帝国理工大学电子工程系,现任某知名半导体公司高级FPGA研发工程师,从事基于FPGA的数据中心网络加速、网络功能虚拟化、高速有线网络通信等领域的研发和创新工作。曾经针对FPGA、高性能与可重构计算等技术在学术界顶级会议和期刊上发表过多篇研究论文。