Marvell併購INPHI希望提供資料中心客製方案

更新於 發佈於 閱讀時間約 11 分鐘
1.過往Marvell常透過收購進入成長市場,但也出現過當收購技術面臨競爭後,因無法繼續推出更好的產品而退出市場的案例。
2.Marvell這次瞄準的市場:ARM在資料中心的應用與矽光,都具相當長線的市場潛力,但其併購路線幾乎與科技巨頭Nvidia相仿,Marvell有機會?

Marvell硬碟驅動市場萎縮後的併購轉型

強調客制取得領先的HDD市場
Marvell是Fabless的IC設計公司,1995年由華人Sehat Sutardja與妻子戴偉立成立,初期是以HHD硬碟驅動晶片起家,市場佔有率全盛期高於50%,獨家供應(WD)、Toshiba-Fujitsu等,HDD驅動市場第二名是LSI,供貨主要客戶為Seagate與Hitachi。Marvell與LSI在HDD晶片市場經營上有這完全不同的經營方式,LSI是一條龍服務,為客戶提供主控制器與韌體成套解決方案,主攻消費市場,Marvell則專注在主控制器,客戶可客制自行開發韌體,多半是針對企業級市場。
SDD市場取代後專業驅動廠商市場漸縮
隨HDD漸被SSD取代,在SSD市場三星佔有率35%以上,其從晶片到製造已是一條龍的產業鍊,其他廠商亦宣稱晶片已自主,專業驅動晶片廠的市場空間不大,一線廠還有台灣的慧榮與群聯競爭,其他利基市場如電競NAND的主控還有瑞昱,威盛、雲蓮等緊追在後。
收購Intel的XSCALE手機處理器業務
Marvell在2006年以6億美元買入Intel的Xscale手機處理器業務切入市場,Xscale處理器的效能在當時是遠遠領先其他廠商的,只是Intel錯估了手機市場的潛在價值而賣給Marvell的(備註1),但Marvell當時的導向現在看,也不確定是否是正確的決定,Marvell接手Xscale後第一件事,是將Intel Xscale的PXA3xx系列(Monahans)大幅閹割,從主頻率1.25GHz(約是當時主流手機的4倍效能),降到806MHz,但即使降頻,仍有非常優秀的表現,所以在收購Xscale的前幾年,憑著Intel原來的技術,Marvell仍有市場,主要應用於黑莓機。但在Xscale的下一代,Marvell推出自己研發的Sheeva架構,就遠落後市場,而接下來,Marvell放棄了自研架構,改採ARM公版,這時候Marvell的晶片只能在入門級的手機市場競爭,2013時,Marvell的市場是約5000元低價手機的市場,與聯發科競爭白牌低價手機晶片的市佔。
到了2015年,手機品牌廠自研晶片(Apple/華為/三星),剩餘市場份額又有技術領先者高通佔據,手機晶片又要面臨接下來的5G換代,Marvell已經無法競爭,市場傳言Marvell將要出售手機晶片業務,但當時沒有人出價,加上原本記憶體業務的衰退,兩位創辦人雙雙辭職,公司進行重組,最後將手機業務賣給了ASR翱捷科技。
高速電腦走向多核分工,ARM商機浮現。
ARM了在手機市場取得優勢的市佔外,在HPC領域由於越來越強調包含GPU,SSD等的分工運算能力,單一CPU的運算能力的相對重要性下降,加上INTEL因製程關係世代推進的效能影響不大,ARM在PC市場越來越有機會,Marvell在重整時似乎也看到這點。
併購Cavium進軍ARM資料中心晶片
Marvell出售手機業務後的主要營收來源是硬碟控制器與連接方案的業務,而當時,Marvell見到成長迅速的網通市場,花了60億美元取得Cavium網通晶片與電路開發板技術,最重要得是Cavium幾年前從博通買來,基於ARM的ThunderX處理器,這是是採用ARM架構的伺服器晶片。
整個伺服器晶片市場規模預估在300億美元左右,幾乎是由Intel所壟斷,雖然近一年AMD EYPC也開始有斬獲,但Intel基本上還是有9成市佔,ARM架構的晶片在伺服器的市場進展緩慢,但在2018時ARM推出Arm Neoverse,與針對行動的Cortex完全不同,Arm Neoverse是針對伺服器與邊緣運算的,不得不說,隨半導體製程提升(主要是台積電與Intel的製程世代差距),ARM可以透過多核製程補足單核效能不足的問題,且又較x86低功耗,所以arm慢慢也吸引了一些廠商加入,如華為,富士通,Marvell,Ampere與亞馬遜。
其中,最有趣的是亞馬遜,為了減少對Intel的依賴,2018推出自研的ARM架構伺服器晶片Graviton。
超級資料中心是資本高度密集的市場,事實上只有為數不多的科技巨頭玩得起這場遊戲,而當亞馬遜決定透過ARM自製資料中心晶片時,似乎揭示了資料中心晶片的可能方向:客製化的解決方案。

INPHI是做什麼的?

資料中心走向400G所需的訊號晶片
過往資料中心網路骨幹是由單路25G透過NRZ的調變技術走四路達到100G的速度,但當自2019~2020年開始導入單路100G時,則需要用到四階脈衝振幅調變(PAM4)技術,但高速的PAM4需要再掛上一顆DSP(高性能訊號處理)晶片來處理訊號,而INPHI是PAM4技術DSP晶片的主要廠商,有興趣的可以閱讀這篇文章,另外,Inphi亦有提供PAM4晶片,這些都是當未來資料中心走向高速化時所需的關鍵技術。
矽光子晶片-電傳輸走向光傳輸
而當資料中心為因應IoT,5G,自駕車等龐大的資料成長時,資料量與傳輸速度的提升需求變得更加必要,預估2021將有800G(單路200G*4)導入資料中心,傳統以電來傳輸的架構已不符使用,而需要透過將雷射直接封裝在矽晶片上,達到損耗更低的傳輸,另外也由於製成的關係,矽光的光收發器在成本上也有優勢,傳統的光收發器佔數據中心的成本50~60%,而矽光再製程上整合了收發器,將使成本下降預估達到30%。
矽光應用預估在2021起將會開始進入成長期,2025年時將成長到35億美元的市場,這幾年亦有許多科技巨頭針對矽光技術佈局:
1.Intel:Intel已研發矽光數十年,是矽光產業的領頭羊,2016年起便已開始每年銷售約200萬台,預估依Intel在資料中心的絕對領先地位,Intel也將扮演矽光產業高速成長的火車頭。
2. Nvida:收購了Mellanox,這是Intel在矽光的主要競爭對手。
3.Cisco:思科收購Luxtera

對Marvell的兩個挑戰

資料中心客制將是ARM走出消費市場的機會?
Marvell在2020年時宣布放棄Thunder這類通用型ARM伺服器晶片的開發,希望將目標客戶鎖定在超級資料中心的客戶,並為其提供解決方案。但ARM能取代伺服器市場獨占鰲頭的X86嗎?我認為可能會有2個問題需要克服:
1生態系:處理器架構之間的競爭相當複雜,往往與生態系有關,從CISC架構的X86與Windows系統相符相成打敗RISC當時的代表Power-PC,而RISC的ARM又在手機市場打敗X86,可以看到有主要玩家支持,開放的開發生態系是大量推廣的重點,既有資料中心大多是建構在WINDOWS或LINUX的生態系下,建置在新的ARM時,適用的系統將會是Android,這將會產生生態系是否足夠豐富以替代原有生態系的問題,如果暫時還沒有這樣的生態系,當客戶希望導入ARM取代X86時,確實需要高度客製化的服務。
2.相容性:X86系統相較ARM在I/O擴充的相容性上較為彈性,可以透過南僑,北橋等的介面介接硬碟,記憶體等,且這類擴充的解決方案也相丹便宜,但ARM一開始的規劃則沒有考慮擴充性,一般在產品設計時建立硬碟與記憶體的儲存量後,透過專用接口銜接
但可以留意的是,在9月底時,Windows發布將與高通合作開發Windows on ARM,Nvidia收購ARM後是否會開發更多在其GPU等處理器與ARM的I/O介接解決方案?
這或許為Arm通用型的生態系取得了一線希望,所以Marvell停止通用型的開發,目前還很難說究竟是對是錯。
是否有能力與其他巨頭競逐資料中心的市場?
Inphi無疑增加了Marvell在資料中心提供整體方案的能力,為Marvell的客制方案提供了更多的整合銷售機會,但Marvell是否具有正面迎戰其他科技巨頭的優勢?
直白一點,Nvidia收購ARM當然目標也是希望透過ARM與GPU更好的整合方案,在資料中心挑戰X86,旗下的Mellanox也是資料中心光晶片的主要player,Marvell的發展意圖與Nvidia幾乎相同,Marvell具有更好的優勢嗎?
而在Marvell已經放棄的通用市場,高通或許將會佔據ARM on PC的市場,加上聯發科肯定也不會缺席,Marvell就算發展通用市場也不見得可行。
但對Marvell來說,或許問題是,如果希望在這個市場追求成長,還有哪些選項?
如果不走這個策略,單單經營ARM的資料中心處理器,在其客製化的策略也已變得不可行了,所以,究竟是能帶來成長,或是最終將像是Marvell過往的收購案一樣,挑戰巨頭最後失敗?我們對Marvell這個收購,持保持觀望的態度。

參考資料:
Marvell官網
Inphi官網

備註1:Intel有多次出售非核心業務的歷史,最精彩的是出售Xscale,讓Intel這個巨人錯過了蓬勃成長十年的智慧手機市場。
Intel當時僅以6億美元出售Xscale,出售隔年,Apple手機引爆智慧手機的需求,回頭Xscale在當時的潛在市場估值確實是低估了。
Xscale是Intel當年為了補強自己在簡單指令集RISC下不足收購EDC的StrongARM業務後開發,Intel而後在ARM v5的指令集下修改推出低功耗的Xscale,這時候的Xscale其實在效能上遠遠領先ARM的公版Cortex A8,廣泛應用在PDA等手持設備,初期的Windows Phone也是採Xscale,據聞Iphone再推出手機時原本也規劃採Xscale但因Intel將業務賣給Marvell而作罷。
當時的情況是,蘋果仍未發表智慧手機,手機市場所需要的處理器不需高效能,皆以功能為主,ASP亦不高,所以儘管當時Xscale的效能領先ARM公版數年,但整個Xscale的估值很低,而Intel在PC市場遭遇Pentium 4的失敗,急欲切割非核心業務。
當Iphone引爆手機熱潮後,Intel希望重回手機處理器市場,只可惜ARM架構的Xscale已賣掉,當時選擇X86的Atom處理器,但結果我們都知道了,X86的功耗仍無法與ARM相比,加上Android,Apple OS的軟體是應用ARM架構,X86無法相容,但反而Atom讓NB廠商引爆低價筆電的熱潮。
Intel後續仍不放棄,2011買了英飛凌的手機無線數據機(基帶)晶片業務,當時iphone1~3都是採用英飛凌的晶片,但高通後來也快速切入數據機晶片業務,並且搭售手機處理器,降低處理功耗,最終Intel仍是放棄數據機晶片業務,出售予蘋果。
B-GO團隊 Pio
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