苏妈掌舵的AMD成长史

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AMD的英文全称为Advanced Micro Devices, Inc. (超威半导体公司),系总部位于加州桑尼维尔市 (Sunnyvale) 的一家跨国半导体公司,主要开发商业和消费市场计算机处理器和相关技术。 1969年5月1日, 担任仙童营销总监的电气工程师杰瑞·桑德斯 (Jerry Sanders) (图 Google Images)和他的七位来自仙童半导体 (Fairchild Semiconductor) 的同事,在加利福尼亚州圣克拉拉 (Santa Clara,CA) 创立了Advanced Micro Devices。公司刚成立时规模小, 资金少,员工只能在创始人之一约翰·凯里 (John Carey) 家中办公 (图 Google Images)。 1969年9月,有了更多资源的AMD从位于圣克拉拉的临时办公地点搬到了加利福尼亚州的桑尼维尔市。

AMD最初专注于重新设计仙童半导体和美国国家半导体的芯片,从而避免了直接与研发新的集成电路的英特尔,摩托罗拉和IBM等公司竞争。因其设计的产品提高了效率和速度,增强了计算机产品的可靠性和生产一致性,达到美国军标。公司得以在竞争激烈的半导体市场生存下来,并成为仙童半导体和国民半导体 (National Semiconductor) 设计的微芯片的第二大供应商。1971年生产出了最畅销的AM2505 (图 Google Images)。1971年,AMD进入RAM(Random-Access Memory随机存取存储器/内存)芯片市场,从64位双极性RAM AM3101开始。

1972年9月AMD上市发行股票。到1975年,AMD凭借反向工程克隆出AM9080 (英特尔8080A),和AM2900微处理器家族,进入微处理器市场。(信不信由你,在微芯片起步的初期, 这样的公然剽窃没有溅起一滴水花) 当英特尔1976年开始在其微处理器中安装微代码时,它与AMD签订了专利相互授权协议,AMD获得了微处理器和外围设备中的微代码的版权许可,自1976年10月起生效。

1977年,AMD与西门子 (Siemens) 成立了一家合资企业,西门子购买了AMD 20%的股份,为公司注入现金以增加其产品线。两家公司还联合在硅谷和德国建立了先进微型计算机 (AMC),使AMD得以进入微型计算机开发和制造领域,尤其是基于AMD的第二代Zilog Z8000微处理器 (图 Google Images)。

1982年,有史以来的第一个x86处理器,英特尔的8086被选中,成为IBM个人计算机(PC) 外包处理器时。为确保IBM PC/AT 的持续供应,IBM明确规定,AMD充当第二供应商。有鉴于此,英特尔与AMD于1982年2月正式签订了为期10年的技术交换协议,规定相互获得成为另一方开发的半导体产品的第二来制造商的权利;也就是说,每一方都可以“获得”制造和销售另一方开发的产品的权利。AMD开始批量生产第二代英特尔授权的8086、8088、80186和80188处理器,到1984年,AM286克隆了16位的英特尔80286处理器,以满足快速增长的IBM PC和IBM克隆产品市场的需求。

AMD于1984年研发出世界上第一款512K EPROM (erasable programmable read-only memory/可擦除可编程只读存储器) (图 Google Images)。同年,AMD在《美国100家最适合工作的公司》一书中列出,随后在1985年首次登上《财富》500强榜单。

1986年AMD开始专注于双极芯片 (Bipolar Integrated Circuit),并取得了一些成功, 如采用RISC的AMD AM29000 (29k) 作为嵌入式处理器。在整个20世纪80年代,AMD都是Intel x86处理器的第二大供应商。在生产英特尔设计的产品过程中,AMD不断提高自身的实力。如AMD AM286就比它克隆的Intel80286的速度有显着提高,并因此引起了英特尔的戒心,将AMD排除在下一代386处理器的许可证之外。

不能生产英特尔的新产品, AMD只好自己研发。功夫不负有心人,花了五年多的研发时间后,AMD终于在1991年推出了自己设计、制造的兼容AM386芯片。归于其完胜Intel 80386的频率 (40 MHz vs  33 MHz),AMD的芯片获得了业界的认可,一个AMD与英特尔在CPU (中央处理器) 上直接竞争的时代也由此开启 (图 Google Images)。

在随后的双雄打擂台上,AMD与英特尔是你方唱罢我登场,一时间让半导体设计市场好不热闹。486系列产品中,英特尔486DX的频率达到100 MHz的时候,AMD提供了一个120 MHz的选择。结果产品大卖,AMD在这段时期的收入从1990年的10亿美元增加到1994年的20亿美元,翻了一番。其后, AMD通过提供嵌入式解决方案继续扩大了它的市场份额。

1996年AMD推出了第一款完全自己工程师开发的处理器K5,与Intel Pentium和Cyrix 6x86竞争。但因设计和制造问题,K5的销售不佳。但是,AMD1996年达成了一项成功的交易 - 收购无晶圆芯片 (仅设计) 公司NexGen。彼时NexGen设计的Nx686已经展示了180 MHz的内核速度,Nx686顺理成章地成为堪与英特尔Pentium,Pentium II和Pentium III媲美的AMDK6架构。K6 1997年投放市场时的时钟速度是233 MHz,成为奔腾MMX的可行替代品。其后K6不断壮大,到1998年9月AMD推出的“ Chomper Extended”修订版处理器时,时钟速度已达550 MHz。于是,AMD的产品因其质优价廉 (约Pentium的一半) 而畅销,到1999年推出K7处理器 (速龙) 时,达到了其黄金时代的顶峰。黄金时代的AMD K8系列,俨然成为与英特尔Pentium系列并立的顶级产品,价格不菲。此后5年有余,AMD和英特尔就这样不断推出更快(时钟速度)、更低(功耗)的新产品,倒也相安无事。

有句话叫“高处不胜寒。”山巅之处,虽然风光无限,却处处是悬崖,时时有陷阱。二十一世纪初的AMD踌躇满志,志向远大,不但与老大英特尔争锋,还正拼力获取GPU(图像处理芯片)技术。为此,AMD在2005年12月处理掉了与富士通 (Fujitsu) 合资的闪存制造业务Spansion公司;半年后的2006年7月,又宣布以54亿美元收购显示芯片制造商ATI Technologies (图7 Google Images);2007年9月再推出Opteron芯片。但因未能及时解决Opteron芯片bug,AMD的主营业务收入远低于预期。而收购ATI的数十亿美元贷款利息,使AMD的财务捉襟见肘。两者叠加,AMD已无力在芯片研发上投入更多的资源,在争夺市场份额方面举步维艰。

AMD的应对之策,便是在2008年10月宣布计划以格罗方德半导体股份有限公司 (Global Foundries) 的形式分拆其制造业务。Global Foundries是一家与阿布扎比政府组建的投资公司Advanced Technology Investment Co.合资企业” (ATIC)。AMD的这项战略在当时被称为“资产活化” (Asset Smart),该战略背后的想法是,没有芯片制造厂的AMD可以把注意力集中在架构设计上。而新成立的不归属于AMD的工厂可以从其他没有制造厂的公司那里寻找业务,从而利用AMD本身无法利用的产能,同时又能支付改进生产设施的成本。

2009年格罗方德半导体股份有限公司 (Global Foundries) 创离后,承接了AMD的微处理器、主板芯片组、嵌入式处理器和用于服务器、工作站、个人电脑和嵌入式系统应用的图形处理器外包生产,这一做法被称为“无厂半导体公司” (fabless semiconductor company)。前AMD首席执行官赫克托·鲁伊兹 (Hector Ruiz) 2009年3月成为格罗方德半导体股份有限公司的董事长。鲁伊兹辞职后,总裁兼首席运营官德克•迈耶 (Dirk Meyer 图) 成为AMD的首席执行官。

与ATIC合作和分拆为AMD注入了大量现金,并使其能够完全专注于芯片设计。2010年底,AMD推出绘图芯片与处理芯片合二为一的AMD Fusion芯片,亦即是“加速处理器” (APU/Accelerated Processing Unit),获得包括惠普 (HP)、宏碁 (acer) 及索尼 (Sony) 在内的PC生产厂家采用。2011年1月,AMD推出Fusion系列Bobcat APU芯片,是一颗芯片包含CPU(中央处理器)及GPU(图像处理芯片)的组合

到2011年底时,推出了Bulldozer(推土机)架构,以一种共享的模块化方法,减小芯片的整体尺寸和功耗,提高时钟速度和制造良率。但Bulldozer因性能和功耗表现欠佳,没能受到市场追捧。

2012年初AMD收购了低功耗服务器制造商SeaMicro,着眼于推出ARM架构的服务器芯片。AMD还推出在Bulldozer架构上改良的Piledriver(打桩机)架构。

2012年,AMD征招到两个在其后的复兴中扮演了重要角色的人物:1) K8系列的前首席架构师吉姆·凯勒 (Jim Keller), 他在离开AMD13年后回归,开始着手两个项目:一个是针对服务器市场的基于ARM的设计,另一个是基于标准的x86架构,与其合作的是2)首席架构师是迈克·克拉克 (Mike Clark),他曾领导过 Bulldozer的设计。同时加入的还有飞思卡尔半导体公司 (Freescale Semiconductors) 的高级副总裁兼总经理苏姿丰 (Lisa Su)。她在AMD担任了同样的职位,人们普遍认为她和当时的总裁罗瑞·里德 (Rory Read) 共同推动了公司向个人电脑以外的市场发展,尤其是向主机市场的进军。

2014年10月8日,AMD宣布,罗瑞·里德在担任三年总裁兼首席执行官后辞职。接替他的是自6月以来一直担任首席运营官的副总裁苏姿丰 (Lisa Su) (图 Google Images)。

苏姿丰博士,(华人)又称‘苏妈’,宣布AMD重组为两个业务组:计算和图形,主要包括台式机和笔记本电脑处理器和芯片组、离散GPU和专业图形;企业、嵌入式和半定制,主要包括服务器和嵌入式处理器、密集服务器,半定制SoC产品 (包括游戏机解决方案)、工程服务和版税。

2017年2月22日,AMD的Ryzen 全新架构CPU投放市场。一年后 (2018),架构升级为Zen+,处理器以更高的时钟速度运行。之后又过了12个月,即2019年夏天,AMD推出了Zen 2。

在短短三年时间,AMD凭借着7nm制程技术优势,抓住英特尔因技术原因一再延迟芯片新品上市,将自己在数据中心处理器的市场份额从不到1%急剧提升到目前超过10%,连续拿到了亚马逊、甲骨文的大订单。借助此轮优势,AMD则有机会进一步放大市场空间,与英特尔一争高下。同时,AMD在GPU产品方面也在步步紧逼Nvidia。AMD的财务状况也发生了巨大变化:从亏损和债务激增到数十亿美元,AMD现在有望在明年内清算其贷款并发布超过6亿美元的营业收入。无疑,Zen在公司财务复苏方面起到了极大的作用。

2020年第一季度AMD的财务业绩较上年增长了40%,94亿美元的营收仍落后于英伟达 (2019年的107亿美元),距离英特尔 (720亿美元) 也相去甚远。但英特尔拥有更大的产品组合,以及自己的晶圆厂。而英伟达的收入几乎完全依赖显卡,但正收购ARM。AMD自身为了完全稳定的未来,收入和营业收入都需要增长,那么如何实现呢?答案是 -

2020年10月,CEO‘苏妈’ 宣布AMD收购专长可编程门阵列 (FPGA)、系统芯片 (SOC) 和自适应计算加速平台 (ACAP) 的赛灵思 (Xilinx) (图 Google Images)。

参考资料

半导体行业观察. (2020). 深度长文:AMD的崛起、衰落与复兴.  链接 http://www.semiinsights.com/s/electronic_components/23/39719.shtml

AMD. (2020). About AMD. 链接 https://www.amd.com/en/corporate/about-amd

Valinsky, J. (2020). AMD is buying a rival chipmaker for $35 billion. CNN. 链接 https://www.cnn.com/2020/10/27/investing/amd-xilinx-purchase/index.html

Wiki. (2020). Advanced Micro Devices. 链接 https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Micro_Devices

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