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深度好文:关于英特尔、美光、东芝三角关系的最好解读

2016/02/04
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  • 之前我曾指责美光科技公司的管理层,在此深表歉意;
  • 美光很有可能与英特尔分道扬镳;
  • 对美光来说,长期而言,这是件好事;

我之前有点过于指责美光的管理层故意彻底毁掉这家公司。在美光最近披露了其在硫族化合物上的进展之后,我开始转变观点。从哲学的角度,剃刀是一种“剔除”不靠谱解释的有效工具,其中,奥卡姆剃刀原则最行之有效。

“需要最少假设的解释最有可能是正确的。- 奥卡姆剃刀”

英特尔管理层表示,3D XPoint 是自罐装啤酒以来最伟大的发明,它将于 2016 年将之应用在其“从数据中心低功耗超极本”的一系列产品组合中。但是同时,美光科技的管理层则表示,到 2018 年之前,3D XPoint 对营收的贡献有限。

两家公司如此唱反调,有一个合理且简单的解释 - 美光和英特尔正在闹分手。下面将有足够的数据证明这个观点,请各位看官跟我一起捋一捋。

3D XPoint 不需要晶体管

3D XPoint 最初发布时,我比较奇怪当时为什么没有透露其制造工艺尺寸,所以当过后不久谈及 3XP 工艺尺寸时我特意留心了一下。当时有人直接问到这个问题,答案让我感到很好奇。因为,回答者解释称 3XP 芯片没有晶体管,所以无法采用传统的测量手段衡量它,如果有晶体管的话,应该是 20nm 左右。

这至少意味着两点:

  • 3XP 器件和 DRAM、Flash 这些传统存储器不同,它没有集成控制逻辑电路
  • 3XP 芯片的逻辑电路采用一些不需要晶体管的技术。

我曾经发表过一篇文章,说 3XP 器件的逻辑层有可能采用 Ovonic 量子控制取代晶体管,这将是一个巨大的飞跃。但是,鉴于英特尔和美光的专利库中找不到这方面的工作内容,所以我想,很有可能,3XP 芯片根本就不具备任何板载逻辑。

当年美光和英特尔最初提出混合存储立方体(HMC)时,需要采用 3D 堆叠技术。但很快这种技术需求就随着成本更低的 2.5D 内插器技术的出现而消失了。英特尔曾经提出过在一个集成的 FPGA 控制器中采用平面 2.5D 版本的 HMC。值得一提的是,业界刚开始发布 HMC 时,其目标就是“取代 DRAM”。

高性能计算(HPC)世界的领头人们长期生活在学术乌托邦中,经常忘掉他们和业界巨头公司们签订了保密协议。他们多年来一直在公开讨论 - 采用少许 DRAM 以缓解 PCM 的缺点。

上图似乎是英特尔即将推出的 Knights Landing HPC 处理器,下图则很好地说明了 DRAM 也将像 Flash 一样,在 16Gb 密度之后将会寿终正寝。

 

 

 

所有这些意味着什么呢?

需要注意的是,英特尔拥有混合存储器立方体(特别是 PCM)技术的主体专利,即便它退出 HMC 组织也无伤大雅。它的目标显而易见:树立一个昂贵的且专属于英特尔的存储器标准。除了移动市场(3XP 将帮助英特尔拿下这个市场)之外,英特尔基本上算是独步天下,所以它必然会在一些集成产品上设定高昂的价格,即使如此,人们也会排长队购买英特尔的产品,而且一旦客户们理解了英特尔技术的革命性之后,更会如此。

在有关 3XP 的所有要素上,英特尔都具有稳稳的优势,如果没有 FPGA 控制技术,3XP 技术对美光来说毫无价值。美光需要开发或者购买一些控制技术,这样它才能将它的芯片卖给那些不在英特尔客户群中的厂家。英特尔无意提供一臂之力,美光也将为此付出巨大代价,所以我希望能够看到英特尔和美光成立一家排外性的合资企业的声明,但是,事实恰好相反,我们看到英特尔打算在 3D NAND 和 3XP 上单打独斗,并要在中国大连单独建厂。

分道扬镳

美光和英特尔分道扬镳的另一条线索来自于美光去年 8 月份召开的夏季分析师大会,它提到正与一家未具名的公司合作。

过去,美光从来不会拐弯抹角,都是直接搬出“英特尔”的名号。但是,英特尔现在正在两家公司的合资机构 IMFT 之外制造自家的芯片,所以表面的和谐之外,肯定另有隐情。

 

反弹式关系

去年六月份在研究英特尔和美光的貌合神离时,我看到了一份东芝公司的招聘启事,上面写道“即将推出取代 DRAM 的非易失性存储器(NVM)技术”,我们知道东芝一直青睐于相变存储器(PCM)技术,所以搞不明白东芝到底要做什么,最近,我读到美光的一个专利申请书(美国专利申请号 20140361239),才恍然大悟。

这是一种可层叠的 PCM,使用东芝公司被称为位成本可扩展(BiCS)的技术实现。业界正在使用这项技术生产 3D NAND,东芝公司通过收取专利费赚了很大一笔钱。这项技术的最大优势在于,3D 堆栈上所有存储器单元可以采用相同的晶圆沉积步骤同时生产出来,而且只堆叠的存储器单元每个位行只需要一个位线。

3XP 是一种传统的极度依赖光刻技术的存储器技术:每一层都需要单独制造,所以它比上述新型的 3D NAND 昂贵不少。在一个四层堆栈的存储器单元上,相较于 BiCS 实现方式,3XP 大约需要花费四倍的制造时间。在 2012 年时,三星就曾经提出,从成本角度而言,3D XPoint(没错,三星当年就是用的这个词汇)并不理想。

如果投资 50 亿美金建设一个代工厂,假设该工厂三年后贬值一半,这就意味着每秒钟 26 美元的开销。当然,代工厂运转起来肯定还有很多其它的开销,但是事实很显然:设备折旧是半导体代工厂的主要成本。

在之前预测 3XP 技术的发展时,我曾经预计,这种 BiCS 结构将由美光和英特尔共同发布。当东芝推出这种相对更落后的结构时,我认为这种 BiCS 类型的单元可能会有一些制造或性能上的问题。不过现在我意识到,BiCS 是东芝的技术,在其背后有强大的技术实力和控制霸权。如果调查一下美光的 3D NAND 专利申请,你将发现它和上图东芝的 PCM 很像。

如果有生产 BiCS PCM 的权利,就没有必要生产 3D NAND 或 3D XPoint 了。鉴于东芝在 BiCS 上的技术霸权,我不认为英特尔有生产这种类型器件的权利,正因为如此,英特尔在 3D XPoint 上采取了一个短期的方案。虽然代价高昂,但是我认为,长远来看,美光和东芝肯定能凭借它们的 BiCS PCM 占上风,这种技术能实现大得多的密度(可能做到 64 层,而不是两层或四层)。最近,东芝似乎跃跃欲试。而三星也正在耗资 230 以美金建设晶圆厂,因为 DRAM 和 NAND 已经走到了生命的尽头。东芝和三星之间怎么样不好说,但是我总觉得它们可能存在潜在的合作关系。

 

不要误会我的意思:英特尔依然足够强大,它靠着处理器 / 内存 / 存储产品组合就能玩得很好。在事务性存储上它也具有很多优势,单这一项就能给它在未来几年中带来很大的收益。而且,英特尔正在和美光进行一场高风险的博弈。

曾经我一度认为美光收购 Pico 和 Convey 的 FPGA 技术是为了有效地助力英特尔对 Altera 的收购(美光和英特尔合作)。而现在终于意识到,美光意在抗衡而非助力。美光需要制造它自己的 FPGA 混合内存控制器,以和英特尔在这方面展开竞争。也许,我们将很快看到美光和 Xilinx 建立合作?英特尔开始凭借专利锁定其 HMC 实现方案了吗?

我曾经提到,美光和英特尔的关系使得 ECD 公司的 Ovonic 认知计算机(OCC)这家子公司更加关键了,因为美光的 Ovonyx 子公司只有分离式独立 PCM 产品的授权。PCM 无需晶体管,其价值就在于你可以把它顺利集成到一款 CPU 中,然后每年售出数十亿颗价位在 10 美元左右的存储器 / 内存 / 存储器芯片。

在此声明一下,关于 ECD 公司的破产我无法提供本文之外的其它任何信息。值得注意的是,该公司破产程序再次被延迟(至 3 月 30 日)。我的假设是,OCC 公司的出售内幕现在被有意隐藏了起来,一旦完成出售很多事情会自然地为人所知。

我的直觉是,美光可能被任意一家寻求收购 OCC 的公司收购,这点当然存在很大的变数。不过无论如何,我希望美光的管理层能尽可能保持更长时间的独立 - 如果可能的话,永远独立。这将帮助其股东实现最大价值。

很多 ECD 技术在等待破产清算的完成。比如,相变窗膜、电子纸和显示技术最近就被牛津和埃克塞特剥离出来的 Bodle 科技公司所公布。

ECD 的硫族化合物显示技术 - 现在被美光持有 - 将淘汰现在的 LCD/LED/OLED 和电子纸显示技术,这是一个年入 800 亿美金的市场。由于薄膜晶体管的巨大限制,现在的 4K 电视只能做到 830 万像素。但是 ECD 的 Ovonic 量子控制器件能解除所有这些限制,虽然会带来一定的带宽问题,但是它使得数十亿像素的显示器成为可能。它还可以让你走到阳光下时将你的智能手机显示器从背光转成有色的电子纸。

而且它将为节能窗开辟一个新的市场。试想一下,窗膜可以从半透明状态转换成反光状态,以在天热时反射太阳光,在冷天时投射进来以取暖。Bodle 科技公司在该项技术的开发者上一直保密,但是这次三星的 PCM 显示器专利申请应该可以提供一些线索。

是不是很眼熟?三星这个图片和 Bodle 网站上的图片非常类似。因为美光和英特尔正在将硫族化合物引入大规模量产,这将使得它们在该技术的商业化上处于领先地位。这项专利显示已经过期,那么,PCM 可能只有某些特定的实现步骤需要专利授权。

 

此外,还有 Ovonic 光学路由技术。以现在的技术,数据从洛杉矶传到纽约只需要大约 75 毫秒。在这三千英里的旅程中,大部分路径使用光纤传输。光速是每秒 186000 英里,所以理论上来讲,这次数据旅行只需要不到 2 毫秒的时间。

这说明,在光 - 电 - 光转换中有超过 70 毫秒的开销。为了穿越数千英里的距离,电数据需要转换成光信号,这是不可避免的。但是,在每个中继上(每个主要城市),光信号又需要重新转换成电信号,以被基于电信号的处理器进行路由。通过 Ovonic 光学路由技术,这个转换过程完全可以省略掉,这样从通信的角度而言,世界再次被拉近了。而且,美光现在拥有这项技术的主体专利。

结论
计算、人工智能、存储、显示、通信和能源 - 可大规模量产的光电硫族化合物的问世具有广泛的影响。美光关于硫族化合物的公告显示,在经过 50 年的研究之后,这项技术终于走到了前台。

我相信,这将是我在有生之年看到的最为重要的变革。不幸的是,我的净资产有相当一部分都在一月份美光股价的回调中损失掉了。现在,我意识到,这种技术的优势绝非普通人所能理解,对能理解的那部分人来说,这就意味着机会,现在我仍然购买美光的股票,希望能将在 ECD 和美光那里的损失找补回来。

可惜的是,在它大行其道之前,华尔街不可能理解这种技术。

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