浪潮之巔第四章 — 電腦工業的生態鏈

轉自：http://www.google.com.hk/ggblog/googlechinablog/2007/10/blog-post_9934.html

 

整個資訊技術（Information Technologies，簡稱 IT）產業包括很多領域、很多環節，這些環節之間都是互相關聯的。和世界上任何事物同樣， IT 產業也是不斷變化和發展並且有著它自身發展規律的。這些規律，被 IT 領域的人總結成一些定理，稱為 IT 定理（IT Laws）。我們結合一些具體的例子，分幾次介紹這些定理。在這一章中，我們將介紹摩爾定理、安迪-比爾定理和反摩爾定理。這三個定理和在一起，描述了 IT 產業中最重要的組成部分 — 電腦行業的發展的規律。

1. 摩爾定理（Moore’s Law）

科技行業流傳著很多關於比爾•蓋茨的故事，其中一個是他和通用汽車公司老闆之間的對話。蓋茨說，如果汽車工業能夠像電腦領域一樣發展，那麼今天，買一輛汽車只需要 25 美元，一升汽油能跑四百公裡。通用汽車老闆反擊蓋茨的話我們暫且不論，這個故事至少說明電腦和整個 IT 行業的發展比傳統工業要快得多。

最早看到這個現象的是英特爾公司的創始人戈登•摩爾（Gordon Moore）博士。早在 1965 年，他就提出，在至少十年內，整合電路的整合度會每兩年翻一番。後來，大家把這個周期縮短到十八個月。現在，每十八個月，電腦等 IT 產品的效能會翻一番；或者說相同效能的電腦等 IT 產品，每十八個月價錢會降一半。雖然，這個發展速度令人難以置信，但幾十年來 IT 行業的發展始終遵循著摩爾定理預測的速度。

一九四五年，世界上第一台電子電腦 ENIAC 的速度是能在一秒鐘完成 5000 次定點的加減法運算。這個三十米長、兩米多高的龐然大物，重 27 噸，耗電十五萬瓦。今天，使用英特爾酷睿的個人電腦計算速度是每秒 500 億次浮點運算，至少是 ENIAC 的一千萬倍，體積耗電量就更不用比了。而當今（2007 年 6 月）世界上最快的電腦 IBM 的藍色基因（BlueGene/L），速度高達每秒鐘三百六十七萬億次浮點運算，是 ENIAC 的七百三十四億倍，正好是每二十個月翻一番，和摩爾定理的預測大致相同。儘管電腦的速度如此，儲存容量的增長更快，大約每十五個月就翻一番。1976 年，蘋果電腦的軟碟機容量為 160KB，大約能存下 80 頁的中文書。今天，同樣價錢的台式個人電腦硬碟容量可以到 500GB，是當時蘋果機的三百萬倍，可以存得下北京大學圖書館藏書的全部文字部分。不僅如此，這十幾年來，網路的傳播速度也幾乎是按摩爾定理預測的速度在增長。十三年前，我有幸成為中國第一批上網的使用者，那時還是通過高能物理所到斯坦福大學線性加速實驗室的一根專用線路和互連網相聯，當時電話數據機的速度是 2.4K，如果下載Google拼音IME需要八個小時。現在，商用的 ADSL 通過同樣一根電話線可以做到 10M 的傳輸率，是十三年前的四千倍，幾乎每年翻一番，下載Google拼音只要十秒鐘左右。在世界經濟的前五大行業中，即金融、資訊技術（IT）、醫學和製藥、能源和日用消費品，只有 IT 一個行業可以以持續翻番的速度進步。

人們多次懷疑摩爾定理還能適用多少年，就連摩爾本人一開始也只認為 IT 領域可以按這麼高的速度發展十年。而事實上，從二戰後至今，IT 領域的技術進步一直是每一到兩年翻一番，至今看不到停下來的跡象。在人類的文明史上，沒有任何一個其它行業做到了這一點。因此，IT 行業必然有它的特殊性。

和任何其它商品相比，IT 產品的製造所需的原材料非常少，成本幾乎是零。以半導體行業為例，一個英特爾的酷睿雙核處理器整合了二點九億個晶體管，三十年前的英特爾 8086 處理器僅有三萬個晶體管。雖然二者的整合度相差近一萬倍，但是所消耗的原材料差不太多。IT 行業硬體的製造成本主要是製造裝置的成本。據半導體裝置製造商 Applied Materials 公司介紹，建一條能生產 65 納米工藝酷睿雙核晶片的生產線，總投資在 20 到 40 億美元。去年，英特爾公司的研發費用為六十億美元。當然，我們不能將它全部算到酷睿的頭上，但是英特爾平均一年也未必能研製出一個酷睿這樣的產品，所以它的研發費用應當和英特爾一年的預算相當。假如我們將這兩項成本平攤到前一億片酷睿處理器中，平均每片要攤上近一百美元。這樣，當英特爾公司收回生產線和研發兩項主要成本後，酷睿處理器就可以大幅度降價。去年英特爾處理器銷量在兩億片左右，因此，一種新的處理器收回成本的時間不會超過一年半。通常，使用者可以看到，一般新的處理器發布一年半以後，價格會開始大幅下調。當然，英特爾的新品此時也已經在研發中。

摩爾定理主導著 IT 行業的發展。首先，為了能使摩爾定理成立，IT 公司必須在比較短的時間內完成下一代產品的開發。這就要求，IT 公司在研發上必須投入大量的資金，這使得每個產品的市場不會有太多的競爭者。在美國，主要 IT 市場大都只有一大一小兩個主要競爭者。比如，在電腦處理器晶片方面，只有英特爾和 AMD；在高端系統和服務方面，只有 IBM 和太陽；在個人電腦方面，是惠普和戴爾（戴爾這個有點奇怪，它的研發投入大嗎？）。其次，由於有了強有力的硬體支援，以前想都不敢想的應用會不斷湧現。比如，二十年前，將高清晰度電影（1920 x 1080 解析度）數字化的計算量連 IBM 的大型主機也無法勝任；現在，一台筆記本大小的 Sony 遊戲機就可以做到。這就為一些新興公司的誕生創造了條件。比如，在十年前，不會有人去想辦一個 YouTube 這樣的公司，因為那時候網路的速度無法滿足在網上看錄影的要求；現在 YouTube 已經融入了老百姓的生活。同樣，現在的研發必須針對多年後的市場。我們不妨往後看十年，如果我現在提出十年後每家上網的速度將提高一千倍，也許有人覺得我瘋了。事實上，這是一個完全能夠達到的目標。如果做到了這一點，我們每個家庭可以同時點播三部高清晰度、環繞立體聲的電影，在三個不同的電視機上收看。還可以隨時快進和跳躍到下一章節，在任何時候停下來後，下次可以接著看。在看三部電影的同時，我們可以把自己的照片、錄影和檔案等資訊存到一個線上的伺服器上，從家裡訪問起來就如同存在自己本機上一樣快。這並不是我自己杜撰出來的幻想，而是思科（Cisco）和微軟等公司實施的 IP TV 的計劃。再次，現有的 IT 公司必須有辦法消除摩爾定理帶來的不利因素，即每十八個月價格降一半。這一點，我們在接下來的兩節中在討論。

2. 安迪-比爾定理 （Andy and Bill’s Law）

摩爾定理給所有的電腦消費者帶來一個希望，如果我今天嫌電腦太貴買不起，那麼我等十八個月就可以用一半的價錢來買。要真是這樣簡單的話，電腦的銷售量就上不去了。需要買電腦的人會多等幾個月，已經有電腦的人也沒有動力更新電腦。其它的 IT 產品也是如此。

事實上，在過去的二十年裡，世界上的個人微機銷量在持續增長。2004 年，英特爾公司估計，五年內，即到 2009 年，世界上 PC（包括個人機和小型伺服器）的銷量會增長 60%，遠遠高於經濟的增長。那麼，是什麼動力促使人們不斷地更新自己的硬體呢？IT 界把它總結成安迪-比爾定理，即比爾要拿走安迪所給的（What
Andy gives, Bill takes away）。

安迪是原英特爾公司 CEO 安迪•格魯夫（Andy Grove），比爾就是微軟的創始人比爾•蓋茨。在過去的二十年裡，英特爾處理器的速度每十八個月翻一番，電腦記憶體和硬碟的容量以更快的速度在增長。但是，微軟的作業系統等應用軟體越來越慢，也越做越大。所以，現在的電腦雖然比十年前快了一百倍，運行軟體感覺上還是和以前差不多。而且，過去整個視窗作業系統不過十幾兆大小，現在要幾千兆，應用軟體也是如此。雖然新的軟體功能比以前的版本強了一些，但是，增加的功能絕對不是和它的大小成比例的。因此，一台十年前的電腦能裝多少應用程式，現在的也不過裝這麼多，雖然硬碟的容量增加了一千倍。更糟糕的是，使用者發現，如果不更新電腦，現在很多新的軟體就用不了，連上網也是個問題。而十年前買得起的車卻照樣可以跑。

這種現象，乍一看來是微軟在和大家做對。實際上，蓋茨本人和其它廠商也不想把作業系統和應用程式搞得這麼大。據瞭解，蓋茨本人多次說，他過去搞得 BASIC 只有幾十 K，你們（微軟工程師們）搞一個.NET 就要幾百兆，其中一定可以最佳化。當然，我們知道微軟現在的.NET 比二十年前的 BASIC 功能要強的多，但是否強了一萬倍，恐怕沒有人這麼認為。這說明，現在軟體開發人員不再像二十年前那樣精打細算了。我們知道，當年的 BASIC 解譯器是用組合語言寫成的，精鍊得不能再精鍊了，否則在早期的 IBM-PC 上根本運行不了。但是，要求軟體工程師使用組合語言編程，工作效率是極低的，而且寫出的程式可讀性很差，不符合軟體工程的要求。今天，由於有了足夠的硬體資源，軟體工程師做事情更講究自己的工作效率，程式的正常化和可讀性等等。另外，由於人工成本的提高，為了節省軟體工程師寫程式和調程式的時間，編程的語言越來越好用，同時效率卻越來越低。比如，今天的 Java 就比 C++ 效率低得多，C++ 又比二十年前的 C 效率低。因此，即使是同樣功能的軟體，今天的比昨天的佔用硬體資源多是一件在所難免的事。 

雖然使用者很是煩惱新的軟體把硬體提升所帶來的好處幾乎全部用光，但是在 IT 領域，各個硬體廠商恰恰是靠軟體開發商用光自己提供的硬體資源得以生存。舉個例子，到去年上半年為止，因為微軟新的作業系統 Vista 遲遲不能面市，從英特爾到惠普、戴爾等整機廠商，再到 Marvell 和 Seagate 等外設廠商，全部銷售都受到很大的影響，因為使用者沒有更新電腦的需求。這些公司的股票不同程度地下跌了 20% 到 40%。去年底，微軟千呼萬喚始出來的 Vista 終於上市了，當然微軟自己的業績和股票馬上得到提升，蕭條了一年多的英特爾也在今年初扭轉的頹勢，當然惠普和戴爾也同時得到增長。今年，這三家公司的股票都有大幅度上漲。接下來不出意外的話，該輪到硬碟、記憶體和其它電腦晶片的廠商開始複蘇了。Vista 相比前一個版本 XP，也許多提供了 20% 的功能，但是它的記憶體使用量幾乎要翻兩番，CPU 使用要翻一番，這樣，除非是新機器，否則無法運行 Vista。當然，使用者可以選擇使用原來的作業系統 XP，但是很快的，微軟和其它軟體開發商會逐漸減少對 XP 系統的支援，這樣就逼著使用者更新機器。

我們可以看出，個人電腦工業整個的生態鏈是這樣的：以微軟為首的軟體開發商吃掉硬體提升帶來的全部好處，迫使使用者更新機器讓惠普和戴爾等公司收益，而這些整機生產廠再向英特爾這樣的半導體廠訂貨購買新的晶片、同時向 Seagat e等外設廠購買新的外設。在這中間，各家的利潤先後得到相應的提升，股票也隨著增長。各個硬體半導體和外設公司再將利潤投入研發，按照摩爾定理制定的速度，提升硬體效能，為微軟下一步更新軟體、吃掉硬體效能做準備。華爾街的投資者都知道，如果微軟的開發速度比預期的慢，軟體的業績不好，那麼就一定不能買英特爾等公司的股票了。

對使用者來講，現在買一台能用的電腦和十年前買一台當時能用的電腦，花出去的錢是差不多的，如果不是“中國製造”效應的影響，還會因為通貨膨脹略有提高。（這句話是不是應該是這樣：如果不是“中國製造”效應的影響，對使用者來講，現在買一台能用的電腦和十年前買一台當時能用的電腦，花出去的錢是差不多的，甚至還會因為通貨膨脹略有提高。原來的意思是現在同原來沒有什麼差別，因為我自己感覺是便宜了。修改後的結果是因為中國製造，現在比原來便宜了。）當然，微軟和其它軟體開發商在吃掉大部分硬體提升好處的同時，或多或少地會給使用者帶來一些新東西。

如果說在美國，始於二十年前的資訊革命是基於個人電腦和互連網的，那麼在亞洲，主流則是手機和移動通訊。今天的手機一般都有兩個處理器，一個數位訊號處理器（DSP）和一個與微機處理器類似的通用處理器（CPU）今天，一個中檔手機的計算效能，超過了五年前的個人微機，而且還按著摩爾定理預計的速度在增長。雖然在手機行業，並沒有一個類似微軟的通用作業系統公司存在，但是手機製造商自己、電訊廠商和增值服務商加在一起起到了微軟的作用。它們在提供新的但是越來越消耗資源的服務，使得使用者不得不幾年更新一次手機。

就這樣，安迪-比爾定理把原本屬於耐用消費品的電腦、手機等商品變成了消耗性商品，刺激著整個 IT 領域的發展。

3. 反摩爾定理 （Reverse Moore’s Law）

Google（Google）的 CEO 埃裡克•施密特在一次採訪中指出，如果你反過來看摩爾定理，一個 IT 公司如果今天和十八個月前賣掉同樣多的、同樣的產品，它的營業額就要降一半。IT 界把它稱為反摩爾定理。反摩爾定理對於所有的 IT 公司來講，都是非常可悲的，因為一個 IT 公司花了同樣的勞動，卻只得到以前一半的收入。反摩爾定理逼著所有的硬體裝置公司必須趕上摩爾定理規定的更新速度。事實上，所有的硬體和裝置生產廠活得都是非常辛苦的。下表中列舉了各個領域最大的公司今天的股值和他們最高值地比例。

IBM: 82%.
CISCO: 40%
Intel: 33%
AMD: 30%
Marvel: 60%
HP: 70%
Dell: 35%
Sun Microsystems: 10%
Motorola: 33%

這裡面，除了 IBM 不單純是硬體廠商，而有很強的服務和軟體收入得以將股票維持在較高的水平，其餘的公司和它們最好水平相去甚遠。而今天，美國股市幾乎是在曆史最高點。這說明，以硬體為主的公司因為反摩爾定理的影響，生計之艱難。如果有興趣讀一讀這些公司財報的話，就會發現，這些公司的發展波動性很大，一旦不能做到摩爾定理規定的發展速度，它們的盈利情況就會一落千丈。有的公司甚至會有滅頂之災，比如十年前很紅火的 SGI 公司。即使今天它們發展的不錯，卻不能保證十年以後仍然能擁有翻番進步，因此，投資大師巴菲特從來不投這些 IT 公司。

事實上，反摩爾定理積極的一面更為重要，它促成科技領域質的進步，並為新興公司提供生存和發展的可能。和所有事物的發展一樣，IT 領域的技術進步也有量變和質變兩種。比如說，同一種處理器在系統結構（Architecture）沒有太大變化，而只是主頻提高了，這種進步就是量變的進步。當處理器由十六位上升到三十二位，再到六十四位時，就有了小的質變。如果哪一天能用到納米技術或者生物技術，那麼就做到了質的飛躍，半導體的整合度會有上百倍的提高。為了趕上摩爾定理預測的發展速度，光靠量變是不夠的。每一種技術，過不了多少年，量變的潛力就會被挖掘光，這時就必須要有革命性的創造發明誕生。

在科技進步量變的過程中，新的小公司是無法和老的大公司競爭的，因為後者在老的技術方面有無以倫比的優勢。比如，木工廠出身的諾基亞在老式的類比手機上是無法和傳統的通訊裝置老大摩托羅拉競爭的。但是，在抓住質變機遇上，有些小公司會做得比大公司更好而後來居上，因為它們沒有包袱，也比大公司靈活。這也是矽谷出現了眾多的新技術公司的原因。

十三年前，我最早上網時用的是一個 2.4千 傳輸速率（Kbps）的數據機。兩年後，我的一個同學，中國最早的互連網公司東方網景的創始人送了我一個當時最新的 14.4 Kbps 的數據機，我馬上感覺速度快多了。由於我們今天數字電話傳輸率本身限制在 64Kbps，因此數據機的傳輸率最多到 56Kbps，所以到 1995 年，我的幾個同事就預言用電話線上網速度超不過這個極限。如果停留在用傳統的方法對數據機提速，確實要不了幾年摩爾定理就不適用了。但是到了九十年代，出現了 DSL 技術，可以將電話線上的資料轉送速度提高近二百倍。DSL 技術雖然最早由貝爾核心實驗室發表，但真正把它變為實用技術的是斯坦福大學的約翰•查菲教授。查菲教授三十幾歲就成為了 IEEE 的資深會員（Fellow），剛四十歲就成為了美國工程院院士。1991 年，他帶著自己的幾個學生，辦起了一家做 DSL 的小公司 Amati。1997 年，他把 Amati 公司以四億美元的高價賣給了德州儀器（TI）。這是矽谷新技術公司典型的成功案例。在數據機發展的量變階段，就不會有 Amati 這樣的小公司出現，即使出現了，也無法和德州儀器競爭。但是，一旦數據機速度接近原有的極限時，能夠突破這個極限的新興公司就有機會登上曆史的舞台。

反摩爾定理使得 IT 行業不可能像石油工業或者是飛機製造業那樣只追求量變，而必須不斷尋找革命性的創造發明。因為任何一個技術發展趕不上摩爾定理要求的公司，用不了幾年就會被淘汰。大公司們，除了要保持很高的研發投入，還要時刻注意周圍和自己相關的新技術的發展，經常收購有革命性新技術的小公司。它們甚至出錢投資一些有希望的小公司。在這方面，最典型的代表是思科公司，它在過去的二十年裡，買回了很多自己投資的小公司。

反摩爾定理同時使得新興的小公司有可能在發展新技術方面和大公司處在同一個起跑線上。如果小公司辦得成功，可以像 Amati 那樣被大公司併購（這對創始人、投資者以及所有的員工都是件好事）。甚至它們也有可能取代原有大公司在各自領域中的地位。例如，在通訊晶片設計上，廣通（BroadCom）和 Marvell 在很大程度上已經取代了原來的朗訊的半導體部門，甚至是英特爾公司在相應領域的業務。

當然，辦公司是需要錢的，而且誰也不能保證對一個新興公司的投資一定能夠得到收益。有些願意冒風險而追求高回報的投資家將錢湊在一起，交給既懂得理財又懂得技術的專業人士打理，投給有希望的公司和個人，這就漸漸形成了美國的風險投資機制。辦好一個高科技公司還需要有既志同道合又願意承擔風險的專業人才，他們對部分擁有一個公司比相對高的工資更感興趣，因此就有了高科技公司員工的期權制度。

IT 行業發展至今，自有它的生存發展之道。它沒有因為價格的不斷下降而萎縮，而是越來越興旺。我們以後還會陸續介紹它的發展規律。