老博通往事:两位亨利,如何把芯片装进互联网
家里的宽带,手机里的 Wi-Fi,机房里的交换机,看起来是三种生意。老博通把它们做成了一家公司。
它很少出现在商品的正面。但是,人们买的电脑和手机,企业买的服务器、路由器,里面负责连接与通信的芯片很多都是博通的产品。
出于好奇,整理了博通相关的内容供大家了解这家科技巨头。
先区分一下“老博通”和“新博通”:老博通是亨利·萨缪利和亨利·尼古拉斯于1991年创立的公司,主要做有线、无线通信芯片。新博通则沿着安华高这条线发展而来,技术血脉可追溯到惠普的半导体业务。安华高于2015年宣布收购老博通,2016年完成交易,并沿用了“博通”的名字。我们今天熟悉的、股票代码为 AVGO 的博通,就是这家合并后继续发展壮大的公司。
今天主要介绍老博通。
老博通最值得研究的本事,是把实验室里的通信技术,做成千家万户买得起、设备厂家用得上的产品。
这篇故事的主角是 Broadcom Corporation:1991 年成立,上市代码曾是 BRCM,2016 年被安华高收购。它留下的宽带、无线连接和以太网技术,成为后来新博通的重要底子。
它有漂亮的技术突破,也有代价不小的战略失误。理解这两面,才能看懂一家芯片公司究竟靠什么长大。
1991—1998:两位亨利,先让电视线搬运数据老博通由两位亨利共同创立:亨利·萨缪利(Henry Samueli)和亨利·尼古拉斯三世(Henry Nicholas III)。公司于 1991 年 8 月在美国加利福尼亚州成立。
萨缪利是加州大学洛杉矶分校的电气工程教授,研究数字信号处理。尼古拉斯既是他的学生,也与他有过在航空航天企业 TRW 共事的经历。前者长期负责技术方向,后者在早期担任公司经营领导者。
数字信号处理听起来抽象,其实解决的是一件很具体的事:电线或无线电波传来的信号有衰减、有噪声,怎样把里面的数据可靠地还原出来?
过去,处理这些问题常常需要复杂电路。把更多工作交给数字运算,再集成进芯片,就有机会降低设备成本,同时提高速度。
当时一个重要机会,藏在有线电视网络里。
电视节目正在走向数字化,家庭也开始需要更快的互联网。已经铺进家里的同轴电缆,除了送电视画面,还能不能承载数字数据?运营商需要设备,设备厂商需要芯片。
老博通围绕数字机顶盒、有线通信和后来的有线宽带调制解调器发展业务。机顶盒里的芯片帮助接收和处理电视信号;宽带调制解调器,也就是俗称的“猫”,负责让家庭设备通过接入线路收发数据。
这是老博通早期的商业位置:为运营商设备和消费电子设备提供关键零件。它承担设计,晶圆制造主要交给外部厂商,这种模式叫无晶圆厂设计公司,英文是 fabless。
不自己建晶圆厂,降低了创业所需的制造投入。但芯片设计必须能被稳定生产,产品也必须经得住客户测试。省下来的不是技术难度,而是自建整套制造体系的负担。
1998 年 4 月,老博通上市。公司随后公布的业绩显示,1997 年收入约 3700 万美元,1998 年达到 2.031 亿美元。
一年收入变成原来的约 5.5 倍,说明它已经从小型技术公司,进入设备厂商批量采购的世界。它抓住了家庭数字化和宽带接入的第一波需求。
1990 年代后期—2000 年代初:从家庭接入,走进办公室网络电视线只是入口。公司、学校和办公室里的电脑,也需要高速连接。
这些设备主要通过以太网通信。我们熟悉的网口、网线,以及连接许多网线的交换机,都属于这个世界。
这里至少有两种不同的芯片工作。
一种是物理层收发器,常写作 PHY。它靠近网线,负责把电信号与设备内部的数据相互转换。线缆里的信号失真、串扰和噪声,都是它要处理的问题。
另一种是交换芯片。它面对多个网络端口,判断数据应该送去哪里,再安排转发。
可以把前者理解为把话听清、说清,后者则负责把消息送对方向。二者需要不同的设计,但都能受益于高速通信和芯片集成能力。
美国国家发明家名人堂对萨缪利的回顾记载:1995 年,博通在英特尔合同项目中设计了百兆以太网收发芯片,随后又走向千兆以太网。这让它从家庭接入,进入企业网络的重要部件市场。
公司的技术版图也靠收购扩展。2001 年年报致股东信提到,博通当时正在整合自 1999 年以来完成的二十多项收购,同时继续发展机顶盒、有线调制解调器、企业局域网、家庭网络和服务器相关产品。
买来一个团队,只是拿到了扩展能力的机会;能不能把不同技术放进客户愿意采购的产品,才决定这笔钱花得值不值。
这条路线的好处是,设备厂商可以从一家供应商获得更多配套芯片。难处也很明显:收购越快,工程整合、人员管理和产品取舍越复杂。
互联网泡沫退潮后,很多互联网公司消失,老博通没有消失。它的客户仍然需要网络接入,核心产品也继续迭代。这与只靠概念支撑估值的公司,有很大区别,博通抓住的是有收入支撑的真需求。
2000 年代—2014:Wi-Fi 和蓝牙,把它带进手机后来,连接开始摆脱网线。
笔记本电脑需要 Wi-Fi,手机需要同时连接无线网络、耳机和其他配件。老博通的机会,从“让更多设备接上线”,扩大到“让更小的设备同时处理多种连接”。
2003 年的公司业绩材料已经列出戴尔和惠普采用其 54g 无线局域网技术的情况。公司还披露,在最初三个月的生产中,这一产品线出货超过 130 万套芯片组。
这个阶段,它已进入主流电脑厂商的供应链。市场地位体现在真实的批量采用,而不只是技术演示。
到了智能手机时代,空间和电池成为硬约束。手机内部不能无限增加芯片,多个无线功能同时工作,还可能相互干扰。
于是,组合芯片变得重要:把 Wi-Fi、蓝牙等功能尽量整合,减少外围器件,控制功耗,并解决不同无线连接之间的协作问题。
2014 年发布的 BCM4354 是一个代表。它支持 802.11ac Wi-Fi、蓝牙 4.1 等功能,并把双路收发的 2×2 MIMO 带到手机和平板这类紧凑设备中。MIMO 可以粗略理解为利用多根天线、多条信号路径传送数据,具体收益还取决于路由器、环境和设备实现。
手机厂商买到的价值,不仅是某项无线标准,还包括集成度、功耗、驱动软件和量产经验。一个功能在实验室里跑通,与它在大量不同设备中长期稳定工作,中间隔着很长的路。
老博通还有一条较容易被爱好者看见的产品线:多媒体应用处理器。2012 年上市的第一代树莓派,使用了博通的 BCM2835,把处理器和图形等能力放进低成本小电脑。
树莓派让更多人认识了博通,但如果据此把老博通理解成一家主要销售通用电脑处理器的公司,就抓错了主线。它的业务重心仍然在通信与连接。
2010—2015:云计算兴起,它开始帮机房搬数据手机里的数据最后还要进入服务器。服务器数量增多后,机房内部的通信也会成为瓶颈。
交换机厂商有两种常见选择:自己开发交换芯片,或者采购专业芯片公司的产品,再做整机、软件和系统服务。
后一种产品常被称为商用交换芯片。芯片供应商面对多家客户,可以把研发投入分摊到更多出货中;设备公司则能把更多精力放在系统差异上。
老博通的 StrataXGS 交换产品家族,就在这个市场持续发展。Trident 和后来的 Tomahawk,成为其中重要的名字。
2012 年发布的 Trident II 面向云数据中心,支持高密度的 10G、40G 以太网连接。其发布材料中,包括 Avaya 在内的设备伙伴明确介绍了采用计划。这说明博通已经进入设备与软件共同构成的产业链。
2014 年 9 月,第一代 Tomahawk 发布并向客户提供样片,标称交换带宽为 3.2 Tb/s,可以配置为 32 个 100G 端口等组合。
这个时间点很有意思:今天与 AI 数据中心紧密相关的交换芯片路线,在老博通时期就已经成形。当年的直接需求,是云计算、存储和高性能计算网络的扩张。
公司还通过更大的收购补充能力。2011 年宣布、2012 年完成的 NetLogic Microsystems 交易,公告金额约 37 亿美元。它带来了多核通信处理器、知识型处理器等网络处理技术。
交换芯片主要负责高速转发,网络处理器可以承担更复杂的数据包处理,两类能力放在同一家公司,有机会服务更多设备场景。
到这个阶段,老博通已经同时触及家庭宽带、移动连接和网络基础设施。2014 年营收达到 84.28 亿美元,早已不是依赖单一产品的小公司。
2013—2014:最痛的一次跨界,是手机基带同样在手机里,Wi-Fi 芯片与蜂窝基带却是两门不同的生意。
Wi-Fi 帮手机连接身边的路由器;蜂窝基带负责手机通过运营商的 3G、4G 等移动通信网络收发数据。基带要处理复杂协议,还要面对不同网络、频段和认证要求。
老博通希望在蜂窝通信上占据更大的位置。2013 年,瑞萨宣布向博通转让 LTE 调制解调器相关资产和子公司股权,预计交易价格约 1.64 亿美元。
这是一次追赶 4G 的投入。它给博通带来了技术与团队,却没有换来一个能够长期维持的基带业务。
2014 年 6 月 2 日,博通宣布为蜂窝基带业务寻找战略出路,包括出售或逐步关闭。7 月,公司决定关闭该业务。
它仍然保留无线连接业务,因此手机中的 Wi-Fi、蓝牙等产品继续存在。退出的是蜂窝基带这条战线。
据公司 2015 年度财务资料,退出基带累计确认了约 1.68 亿美元重组费用,其中包含约 2300 名员工的离职补偿,以及关闭、整合相关地点等费用。这是已经发生的代价,不是战略报告里轻飘飘的一句“聚焦主业”。
这次失败能说明什么?
我的判断是,一个相邻市场看起来很近,客户真正的采购门槛却可能完全不同。
无线技术基础有帮助,但手机基带还需要协议兼容、运营商验证、软件支持、客户规模,以及持续投入下一代产品的能力。追赶者买到一块技术拼图,也不等于同时买到了成熟的商业系统。
技术之外,它还交过一笔治理学费老博通的另一类问题,发生在公司内部。
2007 年,公司因股票期权相关会计问题重述财务结果。美国证券交易委员会披露,涉及追加确认约 22.2 亿美元的薪酬费用;2008 年,公司在不承认也不否认指控的情况下,同意支付 1200 万美元罚款和解。
员工期权原本用来激励人才。授予日期和行权价格影响期权价值,也影响应当记录的薪酬费用。如果这些记录失真,报表就无法准确反映经营成本。
这段经历提醒人们:技术公司发展得越快,激励、审批和财务记录越不能靠创始团队的个人习惯维持。工程能力很强,也不会自动带来可靠的公司治理。
这个时期的竞争对手有哪些?老博通横跨多条产品线,对手也各不相同。下面按主要经营所在地,列出截至 2015 年的代表性公司和产品;手机基带部分对应它在 2014 年退出前参与的竞争。
美国公司高通(Qualcomm):Gobi MDM9x25 等蜂窝基带,争夺手机和移动上网设备市场;旗下 Atheros 的 QCA6174 Wi-Fi/蓝牙组合芯片,则与博通的无线连接产品竞争。
美满电子(Marvell):2013 年已有的 Prestera CX 以太网交换产品,面对博通的交换芯片;Avastar 88W8897 Wi-Fi/蓝牙组合芯片,面对博通的无线连接产品。它是与老博通多条业务线重叠的对手。
英特尔(Intel):Puma 6 有线宽带芯片用于家庭网关,2013 年已进入运营商设备,与博通争夺宽带接入市场;2014 年商用的 XMM 7260,则属于蜂窝基带产品。
Cavium:2012—2013 年已经推出的 OCTEON III 多核处理器,服务路由器、网关和安全设备,竞争重点是网络数据包处理,对应博通收购 NetLogic 后扩大的网络处理业务。
飞思卡尔(Freescale):QorIQ T2080 等通信处理器,2013 年已有样片,面向网络设备的数据处理。这条产品线与博通的网络处理业务竞争。
中国大陆公司展讯通信(Spreadtrum):2013 年发布的 SC7730A、SC8830A 等 3G 手机芯片,分别支持 WCDMA、TD-SCDMA,把应用处理和手机通信能力组合起来,争夺大众价位手机的芯片订单。当时使用的是“展讯”这个名字。
海思(HiSilicon):2015 年已公布的 Hi3798C V200 超高清机顶盒芯片,面向数字电视、IPTV 和互联网电视盒子,与博通的机顶盒芯片业务形成竞争。
中国台湾地区公司联发科(MediaTek):2012 年底发布的 MT6589,把应用处理器和 3G 调制解调器集成在一起,面向智能手机厂商,与博通当时的手机平台和基带业务争夺客户。联发科也被老博通列入 2014 年年报中的主要竞争对手名单。
瑞昱(Realtek):2013 年已有的 RTL8811AU,是一款支持 802.11ac 的 USB 无线网卡芯片,与博通在无线局域网芯片领域形成竞争。
老博通面对的是多条战线上的竞争:手机里争功耗和集成度,家庭宽带里争成本与运营商订单,机房里争速度和系统配套。这些公司与它的业务重叠程度不同,并非每一家都覆盖它的全部产品。
2015—2016:卖掉公司2015 年 5 月 28 日,安华高宣布收购老博通。按公告当时的股价计算,交易对价约 370 亿美元,包括 170 亿美元现金和价值约 200 亿美元的股权。
2016 年 2 月 1 日,交易完成。合并后的公司采用 Broadcom Limited 名称,沿用 AVGO 股票代码,由安华高的陈福阳继续担任首席执行官。
萨缪利进入合并后公司的董事会,并担任首席技术官。老博通作为独立上市公司的故事结束了,它的品牌与技术继续留在新公司中。
从老博通一侧看,股东获得了现金和参与合并后公司的机会;从安华高一侧看,收购让它一次获得规模可观的通信芯片业务。后续怎样整合、取舍和扩张,则进入了新博通的故事。
它到底靠什么成功,又在哪里失手?老博通的成功,有一条贯穿二十多年的线:围绕通信中的真实困难,把技术做得更便宜、更紧凑、更适合量产。
早期是电视和宽带设备,中期是办公室网络、笔记本和手机,后来是云数据中心。产品在变,信号处理、高速连接、系统集成这些能力不断被复用。
它也找到了一个有利位置:不直接包办所有终端设备,而是给不同设备厂商提供难做的关键部件。客户越多,技术投入就越有机会在更大规模上得到回报。
但两次教训同样清楚。基带业务说明,能力可以迁移,市场优势不会自动跟着迁移;期权会计问题说明,研发成功也不能替代内部治理。
老博通最后没有保住独立公司的身份,却留下了一批生命力很长的产品和工程能力。
看一家芯片公司,不能只看它的名字今天是否还在,也不能只看最后是谁买了谁。更值得看的,是它解决过哪些困难,以及客户为什么愿意一代又一代地继续使用它。
老博通的故事听完了,下次我们聊聊新博通。
名词速查公司与经营Fabless:无晶圆厂芯片设计模式,主要负责芯片设计,把晶圆生产委托给外部制造厂商。
SoC:系统级芯片,把处理、通信或其他多种功能集成在一颗芯片中,具体包含什么取决于产品。
网络连接PHY:物理层收发器,负责线路上的物理信号与设备内部数据之间的转换。
以太网交换芯片:连接多个端口,按照转发规则把数据送到相应出口,是交换机中的关键部件。
蜂窝基带:处理移动通信协议与数字信号,让手机通过运营商网络收发数据的关键部分。
MIMO:使用多根天线和多条信号路径改善无线通信能力的技术,效果受设备和环境影响。