譚新強:半導體既是投資亮點 亦是中美關係最關鍵一環
3年前我曾寫了多篇關於半導體的文章,提出了不少當時尚算頗新鮮和具爭議性的觀點,亦因此帶來頗大迴響。到了今天,雖不可說我的觀察和預測全中,但大部分都確兌現了,更幾乎成為了中國高科技發展藍圖。
核心觀點是世界正從以石油為中心的年代(Age of Oil),逐漸轉移到以AI+5G為中心的數據年代(Age of Data)。這個改變當然極具顛覆性,對全球經濟以至地緣政治都有非常巨大和深遠的影響。石油生產的中心點是中東,加上因頁岩油/氣革命而再次冒起的美國,在新的數據年代,中東的地緣政治重要性可能將有所降低,起而代之的可能將是生產全球大部分晶片的東北亞,包括韓國、台灣和日本,當然美國亦擁有不少核心半導體技術和知識產權。這轉變既可是推動經濟發展的好事,但當然亦可是帶來更多地緣政治紛爭的壞事。
3年前我大膽提出了有關高科技發展的4個不等號,假如我是對的,不單止對投資決定有重要性,對中國發展方向,以至中美關係,都有巨大影響。現在正是好時機來重溫一次,印證我的預測是否正確。
1) 硬件>軟件。3年前大膽提出這個不等號,簡直有點大逆不道。在之前的10年,誰不知道是軟件的天下,美國出現了FAAM/NG等科技龍頭,中國則產生了BAT,到了今天,當然更出現了字節跳動(抖音),拼多多和美團(3690)等厲害公司。
我的觀點是前瞻性的,原因是如要推動AI+5G革命,首先需要很多新種類的晶片和硬件,數量上亦需要大大提升。例如到了今天,很多人都知道5G需要比4G多6至10倍的蜂窩和基站數量,當然對各種晶片、線路板和天線等零件,也必有相應的需求增長。物聯網(IoT)發展亦將需要大量不同種類的感應器(Sensors)。
新的硬件基建完成後,當然會有很多不同的應用發展出來,但就未必是4G年代消費者主導的應用如遊戲和電商等。反而極有可能,最重要(或最早)的應用將由國家和大企業層面主導,包括監控、國防和工業物聯網等。
台積電 唯一掌控EUV光刻技術供應商
除AI+5G需要推動新一代的硬件發展,摩爾定律逐漸走至盡頭,也令到如何繼續推動硬件技術發展更重要,經濟學上的供求情况亦起了重要改變。每一代晶片技術的發展必定更難,需時更長,以及投資成本必更高。
從7nm起,光刻技術必須改用EUV,最主要設備供應商不再是Applied Material,而是荷蘭的ASML。到現時為止,全球唯一能成功掌控EUV製造技巧,只有台積電。三星都只在努力中,英特爾(Intel)連10nm都仍未做好。台積電更已開始邁向發展5nm技術,真厲害!
近日台積電的股價勢如破竹,不斷創新高,帶動台灣加權指數逼近30年前創下的12,400歷史高位。近日三星股價也非常不錯,設備商如ASML和Applied Material等也經常創新高(中國在搶購)。
其實今年代表美國半導體企業的SMH指數表現非常好,升了52%,猶遠勝代表龍頭軟件公司的FANG+指數的27%升幅(圖見《明報》財經網)。
2) GPU>CPU。3年前提出此點時,AI概念如日方中,炒得最熱的股票是Nvidia,股價在3年內升了8倍。當時股價才100美元出頭,後來升至280美元,才出現大幅調整,腰斬一半跌回到140美元,但今年又再重新出發,逐漸升至210美元。
無人駕駛發展遜預期 需更複雜晶片
任何重要新技術發展都一樣,開頭大家過度興奮,對成效預期太早,但對長遠影響又往往估計太低。AI也一樣,3年前,很多人以為各種應用如無人駕駛、機器人家傭和AI醫生等,都在三兩年內就可實現。結果當然有點失望,最重要的延後是無人駕駛,大家逐漸發現仍有很多未解決的棘手問題,包括技術、法律和道德各方面。前天剛跟一家全球領先的AI公司開會,他們也承認無人駕駛的發展,最少比原來預期推遲5年以上。更重要的是那位公司高層的個人意見,是同意我的長期觀點,無人駕駛是一個AGI(Artificial General Intelligence,通用人工智慧)問題,而並非一個較簡單的ANI(Artificial Narrow Intelligence,弱人工智能)問題!如屬實,就極可能不可單獨倚靠GPU進行以大量數據為基礎的深度學習(Deep Learning)。AGI的定義仍未準確掌握好,似乎必須擁有人類的所謂常識(Common Sense),即包含人類的本能、生活經驗、意欲,甚至偏見等,非常困難,且可能需要比現時技術更複雜100倍以上的全新晶片。
過去3年亦令我明白除GPU仍非常重要外,在AI+5G年代,很多其他晶片類型亦很重要,包括靈活的FPGA,各種專門的ASIC,和模擬(analog)晶片等等。
3年前最重要的GPU生產商為Nvidia,最重要的CPU生產商為Intel,現在都仍是,但AMD在7nm的GPU和CPU技術都領先全球,逐漸增加在兩個市場的佔有率,股價表現亦更佳。中國也開始設計自己的GPU,以華為旗下的海思為最領先。但Nvidia,AMD和海思都有一個共通點,他們都做設計,然後都交由台積電做代工。
另一需要留意的發展是量子計算(Quantum Computing)。早前Google宣布第一次成功達到「量子霸權」( Quantum Supremacy),他們的54-qubit Sycamore處理器,只需200秒時間就解答了一個傳統超級電腦需時1萬年運算的數學難題!IBM馬上跳出來說,他們的傳統超級電腦可能只需2.5日來解答此問題,並非1萬年。我不知道誰是誰非,但不太重要,Google的新聞是一個里程碑,但無論如何,距離有實際用途仍非常遠,據我理解,最少需要120-qubit以上。很多人討論的RSA解碼問題更需要4000-qubit以上。而每加一個qubit都困難重重,非線性推高error rate(錯誤率)。
整體來說,量子計算和通訊技術發展,絕對值得留意,中國也正在努力。但距離成功有實用價值,應仍是10年以上的事。
關注中美誰能拿下台積電
3) 製造>設計。從前大家可能有種錯覺,以為晶片設計「高大上」,比製造困難得多,需要更好的工程師。我不認為設計容易,但事實是製造更難,所需的投資當然多很多,根本不可同日而語。上文已指出,Nvidia、AMD和海思等的晶片設計技術都不錯,但都沒有自己的製造產能,需要交給台積電做代工。台積電的製造技術領先全球,市佔率高逾60%。中芯和華虹受限於美國生產設備的出口限制,最少落後兩至三代。
所以大家最需要關注的是美國會否和能否真的如近日《金融時報》報道,對台灣當局施加壓力,限制或甚至阻止台積電繼續接華為和其他大陸公司的單。除此,美國亦正在給台積電壓力,在美國設廠,最想當然是同時從大陸撤廠。
3年前我已解釋過,如美國真的用上這一招,情况就仿如1941年美國終止跟日本的石油貿易,間接導致日本決定轟炸珍珠港,同時佔領香港、新加坡和菲律賓等地,目的就是保護石油供應。
中國現在倚賴進口晶片的程度更高於石油,佔比高達九成,價值超過2500億美元。你可以想像中國有幾大發展自己晶片製造業的需要和決心。直到現在,台積電仍很有義氣,絕未退縮拒接華為的單,更宣稱對美國IP的倚賴度是零。即使如此,他們仍必倚賴從美國進口的生產設備。所以如台積電真的被迫停止跟大陸做生意,這必令到兩岸關係變得異常緊張,甚至構成「解放」台灣的誘因。但令到事情更複雜的是,即使大陸成功拿下台積電,估計亦只能繼續生產若干時間,不到半年必須得到美國設備商如Applied Material的維修保養。但即使最後需要停產,可能仍會先拿下來,因為控制了台積電,亦即等如控制了Nvidia、AMD和Qualcomm等等多家美國半導體公司的命脈。我只能希望大家不用走到戰爭這一步。
4) 記憶體>邏輯。這一點最具爭議,因為在過去,DRAM和NAND都只屬沒有議價能力、周期性極強的大宗商品,所以這行業的公司股票都不值錢,整個周期的平均PE低至6至7倍,可能比鋼鐵股更低。但我認為在數據年代,需求將有持續性增長,但隨着摩爾定律放緩,投資成本增加,生產商數目減少,盈利波動或將減低,所以市場給予的估值將可逐漸提升。
過去一年半正是這套理論的最好考驗。因為全球手機銷量飽和,5G又未到,巨型數據中心的建造亦開始放緩,所以記憶體又再進入一個頗深的調整周期。DRAM和NAND價格都一如過往,跌約一半,但這次確有兩點非常重要的不同。第一是即使到了這周期谷底,連過去經營得較差的Micron,都沒有虧本,NAND邊際利潤跌到零,DRAM更仍然賺錢。三星的盈利情况則更好。第二,投資者的反應也稍有不同。在過去周期,再以Micron為例,從前股價一般跌60%至90%,這一次只跌了約40%,而且反彈得較快。投資者似乎都相信數據年代已來臨,這次只是一個小調整,甚至是「最後一次」?我相信周期必繼續存在,但波動可能較細,而長期則有一個更明顯的結構性數據大爆炸,需要更多記憶體來記載下來。AI學習將變得較聰明,需要的數據量可能縮小,但不等如不繼續收集大量數據。5G的提速亦必須倚賴更多DRAM,高質視頻亦需要更多NAND來存儲下來。
中國進軍半導體製造業 憂價格將暴跌
我的4個不等號都有理據,亦在投資市場中逐步體現出來。但這些大趨勢仍面對兩大挑戰。
第一,中國必將努力打進半導體製造業市場。邏輯晶片的製造技術水平最高,中國在短期內較難追上來。所以中國正集中在記憶體製造方面。在較簡單,用在蘋果airpods的NOR閃存,A股的兆易創新已領先全球。NAND方面,長江存儲已少量生產64層晶片,明年上半年開始量產,更計劃明年底開始生產128層,現時三星的技術,即是將只落後約18個月。有人預期到明年底,中國將佔有5%市場份額。DRAM方面,中國的合肥協鑫仍較落後,剛開始製造PC規格晶片,要求較高的移動端DRAM仍沒有。我認為中國仍落後最少3至5年。
對投資者來說,較擔心的是當中國成功佔取約20%市場,就將對價格有極大影響力。最怕的是如光伏市場,因為政府資助的扭曲,太陽能板變成供過於求,價格暴跌,結果誰都賺不了錢。
第二個更重要的擔憂仍是中美的立體貿易、科技、軍備和意識形態戰。中國是全球半導體市場的50%,如美國禁運GPU、 CPU、記憶體晶片,必對整個市場有巨大影響。如採用更極端的政策,如禁運生產設備,或迫使台積電停止接大陸的訂單,這就不止對半導體市場,甚至全球經濟有極大影響,此舉已接近直接跟中國宣戰了。
(中環資產持有三星、facebook、亞馬遜、Apple、微軟公司、Netflix、Google、阿里巴巴、騰訊、美團、Applied Material、ASML、台積電、Nvidia、AMD、中芯、Qualcomm、Micron、兆易創新的財務權益)
中環資產投資行政總裁
[譚新強 中環新譚]
cpu電壓調整 在 舊愛直播 Facebook 的最佳貼文
2018 年 12 月 31 日前,所有適用 iPhone 6 或後續機型的超過保固期電池維修費用為 NT$ 890。每支 iPhone 僅限享有一次 NT$ 890 的電池維修服務。2018 年 12 月 31 日之後, 除了 iPhone X 以外,上述所有產品的費用將變更為 NT$ 1,590。iPhone X 的費用將變更為 NT$ 2,190。
🔋iPhone 電池與效能
本文說明 iPhone 效能以及其與電池的關係。
iPhone 的設計目的是要提供簡單易用的體驗,這需要結合先進的技術與精密的工程設計製造方能實現,其中一個重要的技術領域就是電池與效能。電池是一項複雜的技術,電池效能以及相關的 iPhone 效能牽涉許多變數。所有充電式電池都是消耗品,使用壽命有限,容量和效能最終會下降,而需要予以更換。隨著電池老化,可能會影響 iPhone 的效能。本文可供想進一步瞭解相關資訊的使用者參考。
📌關於鋰離子電池
iPhone 電池使用鋰離子技術。與前幾代的電池技術相比,鋰離子電池充電速度更快、使用更持久,並且具有更高的功率密度,能以輕巧的體積提供更長效的電池續航力。充電式鋰離子電池技術目前正是最適合您裝置的技術。進一步瞭解鋰離子電池。
📌讓電池效能極大化
「電池續航力」是裝置需要再度充電前可運作的時數,「電池使用壽命」則是電池在需要更換前可持續使用的總時數。裝置的使用方式,是影響電池續航力與使用壽命的因素之一。不論如何使用,總有一些方法可以幫助維持效能。電池的使用壽命與它的「化學年齡」有關,而不僅僅是隨時間變化而已。這包括不同的因素,例如充電循環次數和保養方式。請按照這些秘訣,讓電池效能極大化並幫助延長電池使用壽命。例如,當要長時間存放時,請讓 iPhone 存有一半的充電量。另外也避免在炎熱的環境中為 iPhone 充電,或留置在這種環境下,包括長時間直接暴曬在陽光之下。
📌當電池的化學年齡增加
所有充電式電池都是消耗性組件,效果會隨著化學年齡增加而降低。
隨著鋰離子電池的化學年齡增加,蓄電量會逐漸減少,而縮短裝置需要再度充電前的運作時數。這可稱為電池的最大容量,即測量電池相對於全新品時的容量。此外,電池提供最大瞬時效能或「高峰期電力」的能力可能會減弱。為了讓手機正常運作,電子組件必須能夠從電池取得瞬時功率。影響瞬時功率供應的因素之一就是電池的阻抗,具有高阻抗的電池可能無法提供系統所需的足夠電力。如果電池的化學年齡較高,電池的阻抗可能會增加。電池的阻抗在低電量狀態和低溫環境下會暫時升高,加上較高的化學年齡,阻抗的增加將更明顯。這些是電池化學成分的特性,業界的所有鋰離子電池皆然。
從具有較高阻抗的電池抽取電力時,電池的電壓下降的幅度會較大。電子組件需要最低電壓才能維持正常運作,這包括裝置的內部儲存、電源電路以及電池本身。電源管理系統會判斷電池供電的能力,並管理負載以維持運作。當電源管理系統全力工作也無法支援裝置運作時,系統將會執行關機以保護這些電子組件。雖然從裝置的角度來看,進行關機是有意為之,但使用者可能會感到意外。
📌☑防止意外關機
在電池電量低、化學年齡較高或溫度較低的情況下,使用者較有可能遇到意外關機的問題。在極端的情況下,關機可能會更頻繁地發生,而使裝置變得不穩定或無法使用。針對 iPhone 6、iPhone 6 Plus、iPhone 6s、iPhone 6s Plus、iPhone SE、iPhone 7 和 iPhone 7 Plus,iOS 會動態管理瞬時效能高峰值,以防止裝置意外關機,讓 iPhone 可以繼續使用。這項效能管理功能為 iPhone 所獨有,不適用於其他 Apple 產品。從 iOS 12.1 開始,iPhone 8、iPhone 8 Plus 和 iPhone X 雖然也具備此功能,但由於採用更先進的軟硬體設計,因此效能管理的影響可能較不明顯。
這項效能管理功能的運作方式是針對裝置溫度、電池電量以及電池阻抗三者進行綜合評估。只有在這三者需要的情況下,iOS 才會動態管理部分系統組件(如 CPU 和 GPU)的最高效能,以防止意外關機。因此,裝置的工作負載會進行自我平衡,讓系統工作的分配更加順暢,而不是同時出現大幅度的效能遽升。在某些情況下,使用者可能不會注意到裝置的日常效能出現任何差異,感受到的變化幅度會視特定裝置所需的效能管理程度而定。
在需要進行更極端的效能管理時,使用者可能會注意到以下影響:
☑App 啟動時間變長
☑捲動時的格率較低
☑背光變暗(這可在「控制中心」手動調整)
☑揚聲器音量降低最多 -3dB
☑某些 app 的格率逐漸降低
☑在最極端的情況下,相機閃光燈會在相機 UI 中顯示為停用
☑在背景重新整理的 app 可能需要在啟動時重新載入
☑許多重要區域並未受到這項效能管理功能影響。這些區域包括:
☑行動通話品質和網路輸送量效能
☑拍照與錄影品質
☑GPS 效能
☑定位準確度
☑陀螺儀、加速度感測計、氣壓計等感測器
☑Apple Pay
對於電池電量低和溫度較低的情況,效能管理的變化是暫時的。如果裝置電池的化學年齡增加到一定程度,則效能管理的變化可能會持續較久的時間。這是因為所有充電式電池都是消耗品,使用壽命有限,最終都需要予以更換。如果您受到此問題的影響,並希望能改善裝置效能,更換裝置電池可能會有幫助。
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【走入千家萬戶的馬達應用,MCU 是首腦】
搭載無刷馬達、可自動收合的智慧嬰兒車,具便利性且推動更流暢順手,但前提是:需有精確的轉矩控制,且馬達得有極高的負重承載能力。一般嬰兒車會使用 1kW 或 3kW 的變頻器;若想準確控制轉矩和速度,浮點運算單元 (FPU) 則是執行快速 PI 控制器 (比例+積分) 的最佳選擇。
可一舉驅動 LCD、LED、感測器及任何三相永磁馬達、執行向量控制演算法的微控制器 (MCU),從靜止狀態開始發揮最高轉矩完全不需感測器輔助,5V 電源設計可縮短變頻器與馬達的安裝距離,盡可能降低雜訊干擾。高速處理亦是重點,利於快速傅立葉轉換的濾波操作;而使用浮點運算單元 (FPU) 能縮減程式碼,避免源於格式轉換所導致的量化誤差,確實執行複雜的數學運算。例如,需快速計算磁通估測器的無感測器演算法、整數運算及轉換 FPU 皆能輕易完成。
「向量控制」的無感測器演算法不僅快速,且可保留大量 CPU 資源供應用程式使用。另一個例子是用一個 MCU 同時驅動至少兩個高速馬達的美容磨甲機,向量控制可限制轉矩漣波並避免馬達受到撞擊,開發套件內建自動調試演算法,只要連接馬達便能在幾分鐘內驅動兩個馬達、高速運轉,省卻以往動輒 1~2 週的微調、測試參數時間。另可編程增益放大器 (PGA) 可動態增益、靈活管理高/低轉速的馬達,主動式功率因數修正 (FPC) 可確保快速執行。
整合運算放大器——內建可調整 PGA 和比較器,更合乎成本考量;即使要同時執行兩個高壓馬達,也只需單一印刷電路板 (PCB) 便能實現。管理低速馬達也適用,由 MCU 驅動三相變頻器和超小型無刷馬達的調節胃束帶裝置是其中一項應用;晶片本身搭戴多個安全模組,可做 CRC、RAM、時脈等一致性檢查,I/O 連接埠本身也會執行許多可信度檢查。內建獨立監督功能,擁有高度引腳保護,且隨附軟體是免授權金的開源軟體,已開放給認證機構,可加速產品驗證。
最後一個例子是高速運轉三相無刷馬達、要求超快反應時間的呼吸器。向量控制演算法可確保超低雜訊、保持穩定,給予安穩的睡眠品質;一旦使用者停止呼吸,軟體能管理高速加、減速斜率,迅速做出反應。必要時,可插上霍爾感測器和編碼器,搭配特定 MOSFET 最高可驅動 40V 的外部馬達,也可外接功率級的高電壓或高電流。此應用新增數位訊號處理器 (DSP) 指令,可執行多次快速傅立葉轉換,使用多個感測器也不會產生轉矩漣波。更多資訊:https://www.renesas.com/zh-tw/support/buy/distributors.html。
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