IBM的另一面 半導(dǎo)體市場(chǎng)的曾經(jīng)王者

近日，IBM發(fā)布了2019財(cái)年第一季度財(cái)報(bào)，財(cái)報(bào)顯示，IBM第一季度營(yíng)收為181.8億美元，較去年同期的190.7億美元同比下降5%，且低于分析師預(yù)期的184.6億美元。凈利潤(rùn)為15.9億美元，較去年同期的16.8億美元同比下將5%。至此，IBM營(yíng)收已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度下降。外媒報(bào)道，IBM將迎來新一波的裁員，裁員人數(shù)約為1700人左右?？磥鞩BM又要進(jìn)行新一輪的轉(zhuǎn)型了。

關(guān)于IBM的百年豐功偉績(jī)相信懂行的人也都了解的七七八八了，過多的歷史筆者就不再一一贅述了。業(yè)界對(duì)于IBM的認(rèn)識(shí)，大多可能認(rèn)為它是一家大型計(jì)算機(jī)公司及軟件供應(yīng)商，是一家技術(shù)服務(wù)型公司，擅長(zhǎng)于提供軟件支持。我想提的是，實(shí)際上IBM對(duì)于全球半導(dǎo)體業(yè)的貢獻(xiàn)也不容小覷。

IBM對(duì)半導(dǎo)體的貢獻(xiàn)

在全球半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展歷程中IBM曾推出多項(xiàng)突破性的半導(dǎo)體技術(shù)，對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)：

1960年IBM開發(fā)出了倒裝芯片封裝技術(shù)，為了降低成本，提高速度，提高組件可靠性，F(xiàn)C使用在第1層芯片與載板接合封裝，封裝方式為芯片正面朝下向基板，無(wú)需引線鍵合，形成最短電路，降低電阻；采用金屬球連接，縮小了封裝尺寸，改善電性表現(xiàn)，解決了BGA為增加引腳數(shù)而需擴(kuò)大體積的困擾。

1966年IBM 科學(xué)家：Robert Dennard在家里欣賞 Croton River Gorge 的落日余暉時(shí)，躺在客廳沙發(fā)上靈感閃現(xiàn)，從而提出了單晶體管DRAM的想法，1970年，Intel采用三個(gè)晶體管單元設(shè)計(jì)方法推出了大獲成功的1KB DRAM芯片，而多家制造商在20世紀(jì)70年代中期使用 Dennard的單晶體管單元制造出了 4KBx 芯片，后來經(jīng)過一波波的創(chuàng)新，成就了當(dāng)時(shí)容量高達(dá)4,000,000,000比特的DRAM芯片。

IBM 科學(xué)家Robert Dennard

1974年，IBM研究院的研究員John Cocke和他的團(tuán)隊(duì)開始設(shè)計(jì)電話交換控制器。他們成功設(shè)計(jì)了采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī) (RISC) 架構(gòu)計(jì)算機(jī)原型。第一臺(tái)采RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）架構(gòu)的計(jì)算機(jī)原型由IBM 在1980年研制而成。直到今天，這種架構(gòu)仍應(yīng)用在幾乎每臺(tái)計(jì)算設(shè)備中。

IBM研究員John Cocke

1982年，IBM的Kanti Jain開創(chuàng)性的提出了“excimer laser lithography（準(zhǔn)分子激光光刻）”，并進(jìn)行了演示，現(xiàn)在準(zhǔn)分子激光***器（步進(jìn)和掃描儀）在全球集成電路生產(chǎn)中得到廣泛使用。在過去的30年中，準(zhǔn)分子激光光刻技術(shù)一直是摩爾定律持續(xù)推進(jìn)的關(guān)鍵因素。

1994年，IBM研究院從硅鍺 (SiGe) 中制造低成本半導(dǎo)體芯片的方法獲得了專利。SiGe是Meyerson在一次事故中發(fā)現(xiàn)的，隨后經(jīng)過不斷研究中發(fā)現(xiàn)，SiGe比當(dāng)時(shí)更稀有、更昂貴的材料更容易活動(dòng)，而且改進(jìn)了集成電路的速度和通用性。將鍺引入全硅芯片基層中可以顯著改進(jìn)運(yùn)行頻率、電流、噪聲和動(dòng)力。這些更廉價(jià)、體積更小、能效更高的芯片拓展了無(wú)線行業(yè)。如今，SiGe 技術(shù)為新一代移動(dòng)設(shè)備和智能技術(shù)提供了強(qiáng)大動(dòng)力。

1997年，IBM研究院宣布用銅互連技術(shù)制造芯片將比使用鋁而使芯片更快、更小、更廉價(jià)時(shí)，這在技術(shù)行業(yè)中投下了一顆重磅***。與鋁相比，銅線導(dǎo)電電阻低大約40%，使得微處理器的速度再提高15%。在這之后，更小、更高效的芯片技術(shù)不斷被開發(fā)，而這依賴于過去 15年的銅互連技術(shù)的進(jìn)步才能得以實(shí)現(xiàn)。即使隨著新的“億億次”技術(shù)的進(jìn)步，例如納米光子—使用光脈沖以“億億次”速度傳送數(shù)據(jù)，銅將繼續(xù)成為微處理器設(shè)計(jì)與演進(jìn)的最根本元件。這項(xiàng)突破導(dǎo)致行業(yè)出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，并使IBM成為全球領(lǐng)導(dǎo)者。

除此之外，IBM還取得了多個(gè)創(chuàng)新，如①low-k絕緣體，這種技術(shù)使用 SiLK來防止銅線“串?dāng)_”；②絕緣硅（SoI），在硅表面之間放上很薄的一層絕緣體，可以防止晶體管的“電子效應(yīng)”，這樣可以實(shí)現(xiàn)更高的性能和更低的功耗；③應(yīng)變硅，這種技術(shù)對(duì)硅進(jìn)行拉伸，從而加速電子在芯片內(nèi)的流動(dòng)，不用進(jìn)行小型化就可以提高性能和降低功耗。如果與絕緣硅技術(shù)一起使用，應(yīng)變硅技術(shù)可以更大程度地提高性能并降低功耗。

2002年，Stuart Parkin開始考慮硬盤驅(qū)動(dòng)器和存儲(chǔ)器芯片的基本技術(shù)的局限性—并且考慮是否有更好的方式設(shè)計(jì)一種無(wú)需部件移動(dòng)的磁盤驅(qū)動(dòng)器。他利用基于自旋電子學(xué)的存儲(chǔ)器概念設(shè)計(jì)出了賽道存儲(chǔ)器，并且在2004年獲得了他的第一項(xiàng)專利。

IBM研究員Stuart Parkin

IBM的POWER處理器也將半導(dǎo)體技術(shù)推向了新的高潮：

1990年，IBM推出了集成有80萬(wàn)個(gè)晶體管的POWER1，這預(yù)示著IBM POWER全新架構(gòu)的開始。POWER1后來也充當(dāng)了火星探路者的中央處理器，協(xié)助人類完成了迄今為止最為成功的星際探測(cè)計(jì)劃之一。它也是后來PowerPC產(chǎn)品線的先驅(qū)。

1993年11月，IBM推出了POWER1的增強(qiáng)版POWER2，它擁有55至71.5MHz的時(shí)鐘頻率，32KB指令緩存，256KB數(shù)據(jù)緩存，該處理器成為當(dāng)時(shí)性能最高的處理器，一直被使用到1998年。

1994年5月，IBM推出POWER2的改進(jìn)型POWER2+，該處理器芯片擁有二級(jí)緩存，而且L2可達(dá)512KB、1MB或者2MB。

1998年IBM發(fā)布POWER3處理器芯片，該處理器每個(gè)芯片中集成了1500萬(wàn)個(gè)晶體管。

2001年IBM推出了POWER4芯片，這種芯片中集成了1億7400萬(wàn)個(gè)晶體管，POWER4 繼承了POWER3芯片的所有優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)處理器都可以并行執(zhí)行200條指令。。

2004年，IBM采用90納米工藝開發(fā)出低功耗、高性能的新型微處理器—64位的PowerPC 970FX，在970FX上，硅拉伸(strained silicon)、絕緣硅(SOI)與銅制程(copper wiring)3種制造技術(shù)結(jié)合在了一起。

2004年，IBM推出POWER5芯片，POWER5是首個(gè)支持“并發(fā)多線程”的處理器，擁有比上一代POWER4處理器性能提高4倍的功能。POWER5是IBM當(dāng)時(shí)有史以來最強(qiáng)大的64位處理器。

2005年發(fā)布POWER5+，新的POWER5+處理器被稱為“片上服務(wù)器”(server on a chip)。

2007年5月，IBM推出POWER6處理器。該處理器突破了4GHz主頻，最高可以實(shí)現(xiàn)5.0GHz。

2009年4月，IBM發(fā)布了Power6+處理器。

2010年2月，IBM公司發(fā)布了新一代的POWER7處理器。POWER7是IBM自2007年5月推出上一代產(chǎn)品POWER6以來的最新巔峰之作，也把UNIX服務(wù)器推向了新的高度。

關(guān)于IBM的代工服務(wù)，也很值得一提，IBM于1988年在Vermont創(chuàng)建200mm生產(chǎn)線，并在East Fishkill于2001年創(chuàng)建300mm的R&D線，2002年投資超過25億美元，興建世界上最先進(jìn)的300毫米晶園制造生產(chǎn)線，并開展代工服務(wù)。

2004年，AMD與IBM簽訂協(xié)議，共同開發(fā)新的65納米和45納米邏輯制程技術(shù)。根據(jù)協(xié)議，在研發(fā)期間AMD將支付給IBM大約2.5億～2.8億美金。作為回報(bào)，AMD有權(quán)采用IBM部分先進(jìn)的制造技術(shù)，包括C-4芯片封裝技術(shù)。

2004年3月，三星公司宣布與IBM、新加坡特許半導(dǎo)體制造公司(Chartered Semiconductor Manufacturing)和英飛凌達(dá)成戰(zhàn)略性半導(dǎo)體技術(shù)開發(fā)合作關(guān)系。結(jié)成合作伙伴關(guān)系的4家公司重點(diǎn)關(guān)注65納米及45納米芯片技術(shù)。

2015年7月，由IBM研究院牽頭的合作伙伴GlobalFoundries，三星電子及紐約州立大學(xué)(SUNY)理工學(xué)院的納米科學(xué)和工程學(xué)院(SUNYPolyCNSE)共同協(xié)作，制造出業(yè)界首款7納米節(jié)點(diǎn)測(cè)試芯片，該芯片具備了在指甲蓋大小的芯片上放置200億只晶體管的能力，能夠?yàn)楦鞣N智能設(shè)備提供計(jì)算能力，小到智能手機(jī)，大到宇宙飛船。7納米節(jié)點(diǎn)這一里程碑成就，繼承了IBM硅片和半導(dǎo)體創(chuàng)新的悠久傳統(tǒng)。

2016年11月16日，IBM 的研究人員已經(jīng)找到如何使用納米碳管制造微型晶片的方法，這一成果可以讓我們制造更強(qiáng)的晶片，使得曲面電腦、可注射晶片成為可能。

2017年，IBM官方博客透露，其已發(fā)明了一種可以運(yùn)行在100萬(wàn)個(gè)相變內(nèi)存（PCM）上的無(wú)監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)算法，業(yè)界認(rèn)為，相變存儲(chǔ)器是首款既具有 DRAM 特性又具有閃存特性的通用存儲(chǔ)器裝置，因此可解決業(yè)界面臨的重大挑戰(zhàn)之一，也許，一個(gè)存儲(chǔ)革命真的要開啟了。

IBM之于中國(guó)半導(dǎo)體

IBM對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展有著不可磨滅的作用，業(yè)界可能知之甚少，華為的海思曾是IBM半導(dǎo)體制造的最大客戶，并且IBM半導(dǎo)體也是華為海思在芯片制造上的重要合作伙伴。

1998年，經(jīng)任正非發(fā)起，推動(dòng)了在華為研發(fā)內(nèi)部進(jìn)行的“向美國(guó)人學(xué)習(xí)”、“向IBM學(xué)習(xí)”的活動(dòng)，任正非非常欽佩郭士納，作為IBM的靈魂人物，他不僅具有罕見的堅(jiān)強(qiáng)意志和變革的勇氣，而且為人處世極端低調(diào)。任正非認(rèn)為，華為要像IBM一樣強(qiáng)大，僅僅自己以郭士納為榜樣還不夠，整個(gè)華為需要向郭士納虔誠(chéng)拜師學(xué)藝。

任正非總裁在IBM總部聽取匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)，左一為郭士納

1998年華為還在位于深圳南山區(qū)科發(fā)路科技園辦公，為了迎接IBM 50位顧問的到來，任正非親自上陣指揮，把非常擁擠的華為總部騰出很多臨海的房間，按照IBM風(fēng)格進(jìn)行布置并購(gòu)買了新的辦公家具。

50位IBM老師抵達(dá)華為

1999年2月，華為正式聘請(qǐng)IBM公司做顧問，花費(fèi)5000萬(wàn)元開展IPD（集成產(chǎn)品研發(fā)流程）咨詢項(xiàng)目。經(jīng)過一系列的整治改革，華為今天的成績(jī)大家也都看到了，一個(gè)令美國(guó)都忌憚的企業(yè)，華為成功了！

華為/海思不僅是IBM半導(dǎo)體制造這塊最大的客戶，并且也是華為/海思在芯片制造上的重要合作伙伴：華為/海思很多的芯片，尤其是ASIC芯片都是在IBM完成的；而IBM制造的多數(shù)產(chǎn)能也是華為/海思提供的，雙方有著長(zhǎng)遠(yuǎn)、深厚的合作基礎(chǔ)，在對(duì)方眼中的地位都是非常重要。

同樣中芯國(guó)際曾于2012年3月28日與IBM簽訂協(xié)議，合作開發(fā)行業(yè)兼容28納米技術(shù)。根據(jù)合作協(xié)議，中芯國(guó)際及IBM將先交換若干技術(shù)資料，然后展開行業(yè)兼容28納米技術(shù)的合作與開發(fā)。

半導(dǎo)體王者風(fēng)范已去

歷史上，IBM曾經(jīng)開發(fā)了多個(gè)半導(dǎo)體制造的先進(jìn)工藝，然而時(shí)過境遷，半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù)占IBM整體營(yíng)收不到2%，但該部門每年虧損最多曾達(dá)到15億美元，2014上半年虧損4億美元，2013全年虧損7億美元。

IBM 的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)大部分為自家產(chǎn)品服務(wù)，不像代工廠一樣開放，然而隨著IBM自有產(chǎn)品逐漸被邊緣化以后，半導(dǎo)體工廠的營(yíng)收每況愈下。雖然IBM的技術(shù)十分強(qiáng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合也完整，很多半導(dǎo)體大廠要開發(fā)新技術(shù)都需獲得 IBM 授權(quán)，但公司的重心已不在生產(chǎn)制造上，因此不打算投資在工廠，若再繼續(xù)持有工廠會(huì)因缺乏經(jīng)濟(jì)規(guī)模，而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。尤其在進(jìn)入高端工藝技術(shù)之后，半導(dǎo)體工藝越來越復(fù)雜、投資非常龐大，

因此決定壯士斷腕。IBM 寧可“付錢”賣給 GlobalFoundries，也好過自己花錢升級(jí)設(shè)備和制程，因?yàn)楹馁M(fèi)的成本可能更多，且要一代代技術(shù)都持續(xù)投入。2014年10月，IBM倒貼15億美元脫手它的老舊芯片生產(chǎn)線給格羅方德，自此半導(dǎo)體業(yè)務(wù)棄之如敝履，轉(zhuǎn)而發(fā)展其他業(yè)務(wù)。

近日，IBM發(fā)布了2019財(cái)年第一季度財(cái)報(bào)，財(cái)報(bào)顯示，IBM第一季度營(yíng)收為181.8億美元，較去年同期的190.7億美元同比下降5%。凈利潤(rùn)為15.9億美元，較去年同期的16.8億美元同比下將5%。至此，IBM營(yíng)收已經(jīng)連續(xù)三個(gè)季度下降。

從歷年財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)來看，IBM于2017營(yíng)收791.39億美元，2018年?duì)I收398億美元，營(yíng)收幾乎攔腰斬了。IBM雖然目前依然保持著盈利，但財(cái)務(wù)狀況不容樂觀。而IBM非常看重的云服務(wù)營(yíng)收也并不理想，財(cái)報(bào)顯示，包括基礎(chǔ)設(shè)施和云計(jì)算服務(wù)，以及技術(shù)支持服務(wù)的全球技術(shù)服務(wù)部門營(yíng)收為68.8億美元，同比下降7%，可以說落后亞馬遜一大截。

目前IBM也在緊追慢趕，正以重金約340億美元收購(gòu)開源軟件公司紅帽，這是有史以來規(guī)模最大的IT軟件收購(gòu)。花費(fèi)極大代價(jià)收購(gòu)紅帽之后，為了避免人員臃腫，裁員似乎勢(shì)在必行。

據(jù)外媒報(bào)道，近日IBM正進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，計(jì)劃重組業(yè)務(wù)。截至去年年底，IBM員工總數(shù)為350,600人，雖然該公司的裁員計(jì)劃還不到員工總數(shù)的1%，但裁員也有約1,700人左右。IBM近年來裁員不斷，IBM曾于2016和2017年分別進(jìn)行了兩次裁員，而在今年4月，IBM更是直接關(guān)閉了位于新加坡淡濱尼市的制造工廠。根據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，IBM位于新加坡淡濱尼的工廠有400名至600名員工。對(duì)于IBM的一系列舉措和一季度財(cái)報(bào)看出，隨著產(chǎn)業(yè)變革對(duì)傳統(tǒng)巨頭的影響，IBM目前日子并不好過，砍掉不創(chuàng)造收益的部門、降低運(yùn)營(yíng)成本情有可原。

IBM在裁員的同時(shí)也在招聘，該公司的招聘頁(yè)面上列出了7705個(gè)空缺職位。IBM公司發(fā)言人在給CNBC的郵件中說：“我們會(huì)繼續(xù)調(diào)整團(tuán)隊(duì)，以與我們對(duì)IT市場(chǎng)中高價(jià)值部分的關(guān)注。同時(shí)，在為客戶與IBM本身貢獻(xiàn)價(jià)值的前沿關(guān)鍵領(lǐng)域，我們還將繼續(xù)積極地招聘員工?！?/p>

目前來看，IBM顯然并不想放棄龐大的云服務(wù)市場(chǎng)，從收購(gòu)紅帽中就可以看出。因此，對(duì)于IBM來說，實(shí)行人員優(yōu)化或許是轉(zhuǎn)型的必要條件。

小結(jié)

IBM這次的裁員行動(dòng)是自身財(cái)務(wù)狀況和轉(zhuǎn)型共同作用的結(jié)果，雖然目前IBM發(fā)展并不順利，但隨著未來轉(zhuǎn)型完成，IBM或許將迎來新的增長(zhǎng)，畢竟IBM過去多次的轉(zhuǎn)型，都成功了！雖然IBM半導(dǎo)體王者身份已去，但是其他領(lǐng)域也是可以一搏的！