Kto rozbije duet Xilinx-Altera?

Wtorek, 16 stycznia 2007 | Gospodarka Artykuły

Zacięta rywalizacja pomiędzy producentami na globalnym rynku elektroniki nie jest niczym nowym, a zmagania wielu konkurentów są na tyle spektakularne, że przyciągają powszechną uwagę. Przykładem mogą być odwiecznych rywale Intel i AMD, a także firmy Xilinx i Altera, producenci programowalnych układów logicznych. Zarówno Xilinx jak i Altera wydają się mieć więcej podobieństw niż różnic. Obie firmy zostały założone na początku lat osiemdziesiątych i w mniej więcej tym samym czasie zajęły się produkcją układów PLD oraz programowalnych matryc FPGA. Xilinx i Altera zbudowały swoją pozycję rynkową we wczesnych latach dziewięćdziesiątych, w czasie boomu na programowalne układy logiczne, a w chwili obecnej są jedynymi liczącymi się graczami w tej branży.

Rynek urządzeń PLD ciągle się rozwija. Układy FPGA stają się coraz bardziej zaawansowane i znajdują nowe zastosowania, np. w urządzeniach bezprzewodowych czy systemach multimedialnych. Według statystyk sporządzonych przez firmę iSuppli, wielkość sprzedaży urządzeń PLD w segmencie produktów konsumenckich wzrośnie z 354 mln dolarów w 2005 roku do 477 mln w 2010.

W tym samym czasie, przychód z segmentu komunikacji bezprzewodowej zwiększy się z 260 do 396 mln. Przykładem gwałtownego tempa rozwoju wielu gałęzi rynku elektronicznego są telefony komórkowe, które jeszcze kilka lat temu służyły głównie do rozmów, a dzisiaj za ich pomocą można robić zdjęcia i nagrywać filmy. Ten niewiarygodny postęp sprzyja używaniu programowanej logiki cyfrowej.

Xilinx i Altera pracują nad złożonymi i wydajnymi produktami, idealnie dostosowanymi do wymagań klientów. Konkurują głównie między sobą, jednak muszą uważać na nowo powstające firmy, aby nagle nie stracić części udziału w rynku.

Rynek układów programowalnych

Z biznesowego punktu widzenia, rynek urządzeń PLD nie zmienił się od dziesięciu lat. Liczą się na nim dwie duże firmy, a kilku innych graczy jest tak małych, że prawie nikt o nich nie słyszał. W 2005 roku Xilinx i Altera miały razem 83,4 % rynku, co stanowi wzrost z 63% w 1999 r.

Na początku lat 90. liderem sprzedaży była Altera. W 2005 r. Xilinx miał 50,3 % udziału w rynku z przychodami rzędu 1,6 mld dolarów. Na drugim miejscu była Altera ze sprzedażą 1,1 mld, co dawało jej 33% udziału w rynku PLD (dane wg iSuppli).

Największy konkurent obu firm, Lattice Semiconductor, w tym samym roku odnotował sprzedaż wysokości 226 mln, co stanowiło 6,4% wartości rynku. Pierwsze układy FPGA firmy Lattice były mniej zaawansowane technologicznie od konkurencji, dlatego w 2004 r. spółka rozpoczęła więc współpracę z Fujitsu mającą na celu rozwój układów PLD i ma pewne osiągnięcia w tej dziedzinie.

W pierwszym i drugim kwartale 2006 roku przychody Xilinxa wyniosły odpowiednio 405 i 398 mln dolarów, co stanowiło spadek w porównaniu do analogicznych okresów w roku poprzednim o 1%. Firma winą za to obarczyła słabą sprzedaż do firm telekomunikacyjnych w rejonie Azji i Pacyfiku. Wzrost sprzedaży nastąpił za to w trzecim kwartale osiągając wielkość 449 mln dolarów i było to o 27% więcej niż w roku poprzednim, co zostało przypisane lepszemu popytowi oraz ogólnej sile rynku.

W ostatnich latach rywalizacja między Xilinxem i Alterą była napędzana poprzez rozwój technologii FPGA. Wypuszczenie przez firmę Xilinx nowej serii Virtex w 1998 r. pozwoliło jej dotrzeć do nowych klientów i tym samym zyskać znaczną przewagą nad konkurentem. Przez chwilę produkty Xilinxa były najbardziej zaawansowane technologicznie na rynku.

Następnie Altera z rodziną produktów Stratix dogoniła rywala i dzięki temu zdołała częściowo odzyskać stracony udział w rynku. W maju ubiegłego roku Xilinx zadebiutował z piątą już generacją linii produktów Virtex, która może pomóc firmie w zwiększeniu przewagi nad Alterą. Ta jednak nie pozostaje w tyle. Jej nowa seria Stratix II stanowi realną konkurencję wobec linii Virtex.

W ciągu minionego roku wielkość sprzedaży Xilinxa wobec Altery pozostawała na stałym poziomie. Obie firmy odnotowały wzrost przychodów, pierwsza o 3,7%, druga o 7,6%. Altera zyskała, ale nie kosztem konkurenta. Cały rynek urządzeń PLD wzrósł w 2005 roku o 3,6 % do 3,27 mld dolarów.

Plany na kolejne lata

Zaawansowane technologie pozwoliły obu firmom przez lata utrzymywać się na pozycji liderów. Teraz obie wkraczają na rynek DSP – cyfrowego przetwarzania sygnałów. Ruch ten ma na celu dotarcie do producentów urządzeń konsumenckich. Konkurencja w tej branży jest duża, w dodatku mniejsi producenci FPGA tylko czekają by rozbić faktyczny duopol Xilinx – Altera.

Do aplikacji wykorzystujących DSP zalicza się wiele produktów, takich jak odtwarzacze MP3, telefony komórkowe czy nawet zestawy kina domowego, dlatego istnieje tu duży potencjalny rynek dla producentów programowalnych układów logicznych.

Układy PLD umożliwiają równoległe wykonywanie podfunkcji danego algorytmu i dzięki temu mogą być wydajniejsze od używanych do tego procesorów nawet tysiąckrotnie. Dlatego zastosowanie programowalnej logiki do cyfrowego przetwarzania sygnałów, a także niektórych urządzeń analogowych jest naturalnym krokiem w rozwoju. Obie firmy pracują nad szeregiem produktów zorientowanych w stronę DSP, włączając w to układy FPGA oraz oprogramowanie.

Xilinx i Altera mają szansę wypełnić niszę rynkową pozostawioną przez tradycyjnych producentów, ale będą konkurowały z takimi potentatami w branży jak Texas Instruments, Analog Devices czy Freescale. W chwili obecnej żaden z mniejszych producentów FPGA nie jest w stanie zagrozić pozycji duetu Xilinx i Altera, jednak biorąc pod uwagę skłonność rynku do gwałtownych zmian, sytuacja taka nie może jednak trwać wiecznie.

Firmą, która w dłuższej perspektywie może stanowić konkurencję dla obecnych liderów jest Atmel. W 2005 r. zajął on czwarte miejsce pod względem sprzedaży urządzeń PLD z przychodami w wysokości 166 mln dolarów i 5,5 procentowym udziałem w rynku. Chociaż nie jest to imponujący wynik, Atmel wprowadził do swoich produktów szereg innowacji, których brak konkurencji.

Obecni liderzy rynkowi - Xilinx i Altera, w cenie układu FPGA udostępniają programową implementację wybranych mikroprocesorów. Jednak dana implementacja działa tylko na platformie sprzętowej swojego producenta. Firma Atmel ma inne podejście do tego zagadnienia.

Podpisała ona porozumienie z ARM Holdings, brytyjskim producentem mikroprocesorów małej mocy, które znajdują zastosowanie w elektronice użytkowej, np. w telefonach komórkowych czy odtwarzaczach MP3. Jednym słowem w obszarze rynku, na który chcą wkroczyć Xilinx i Altera. Na mocy owej umowy Atmel wraz ze swoimi układami FPGA udostępnia implementacje procesorów ARM. Koszt licencji na procesor jest wliczony w cenę układu.

Cała implementacja jest odpowiednio zaszyfrowana, co zabezpiecza ją przed skopiowaniem, a także chroni prawa patentowe. To właśnie ta technologia kodowania logiki zaprogramowanej w układzie FPGA pozwoliła na nawiązanie współpracy z producentem mikroprocesorów.

Altera i Xilinx – szukamy różnic

Na pierwszy rzut oka Xilinx i Altera wydają się firmami bliźniaczo podobnymi. Działają w tej samej branży, obie są producentami typu fabless. Jednak dokładne przyjrzenie się obu spółkom pozwala dostrzec kilka istotnych różnic.

Pierwszą z nich widać w samej ofercie. Altera poza FPGA sprzedaje strukturalne układy ASIC – specjalizowane układy scalone, które poza tradycyjną częścią mikroprocesorową zawierają programowaną logikę. Xilinx nie ma ich w swojej ofercie, tłumacząc to małą opłacalnością tego segmentu rynku. Następną różnicą jest samo podejście do wytwarzania układów. Altera ma jednego partnera, któremu zleca produkcję – TSMC. Xilinx ma ich dwóch, co zapewnia większe bezpieczeństwo w razie ewentualnych problemów jednego z wytwórców.

Rywalizacja obu potentatów nie kończy się na technologii i podejściu do produkcji. Istotną różnicę stanowi sposób sprzedaży produktów przez obie spółki. Xilinx i Altera zastrzegają sobie prawo wyłączności u swoich dystrybutorów. Innymi słowy, jeden dystrybutor nie może sprzedawać jednocześnie produktów Xilinxa i Altery. Postępowanie takie było popularne w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych, kiedy to firmy Intel i AMD nie chciały dzielić sklepowych półek.

Jednak dystrybutorzy łączyli się, do tego dochodziła presja ze strony klientów i mediów, co ostatecznie ukróciło tę praktykę i dzisiaj jest ona już niezwykle rzadka. Dwaj główni gracze na rynku FPGA trzymają się kurczowo swoich dystrybutorów. Xilinx sprzedaje swoje produkty poprzez firmę Avnet, dystrybutorem Altery jest z kolei Arrow Electronics. Jednak zdaniem wielu specjalistów akurat w tym przypadku oddzielne kanały rozprowadzania produktów mają sens.

Urządzenia PLD są skomplikowane, dlatego dystrybutorzy zatrudniają inżynierów posiadających odpowiednią wiedzę techniczną. Ich zadaniem jest praca z klientem w celu znalezienia zadowalającego go rozwiązania. Zarówno Xilinx jak i Altera organizują szkolenia dla swoich sprzedawców zakończone otrzymaniem odpowiednich certyfikatów. Szkolenia te muszą być co roku powtarzane, gdyż technologia nie stoi w miejscu. Trudno sobie wyobrazić, by jeden dystrybutor mógł sprostać wymaganiom obydwu producentów jednocześnie.

W przeciwieństwie do producentów układów scalonych, którzy poprzez dystrybucję sprzedają 30 do 40% swojej produkcji, u Xilinxa i Altery wielkość ta jest na poziomie 80 procent. Co więcej, marża na produktach PLD jest ponadprzeciętnie wysoka, a dodatkowo z każdym układem FPGA sprzedaje się wiele dodatkowych elementów takich jak rezystory, kondensatory czy pamięci.

Ważna jest współpraca

W celu wzmocnienia pozycji rynkowej Xilinx i Altera współpracują z różnymi firmami zarówno w zakresie produkcji układów jak i badań i rozwoju. Obie firmy zaliczają się do fabless i wytwarzanie układów zlecają na zewnątrz. Od długiego czasu Xilinx współpracuje z United Microelectronics Corp. (UMC), a od niedawna także z Toshibą, dużym graczem na rynku półprzewodników. Altera ma za to tylko jednego partnera w produkcji układów. Jest nim firma Taiwan Semiconductor, dla którego jest ona jedynym klientem z branży PLD. Układ taki sprzyja ochronie własności intelektualnej Altery.

W zakresie badań i rozwoju obie firmy współpracują z setkami partnerów. Tak rozbudowana współpraca ma na celu szukanie nowych zastosowań dla układów FPGA, a także doskonalenie istniejących układów. Partnerzy pochodzą z różnych sektorów elektroniki, w szczególności są to firmy zajmujące się bezprzewodową transmisją danych, oprogramowaniem sieciowym czy cyfrowym przetwarzaniem sygnałów. FPGA staje się technologią bazową do tworzenia nowych rozwiązań.

Pojedyncza firma nie jest w stanie opracować wszystkich składników danego systemu, dlatego potrzebna jest współpraca z tak dużą liczbą partnerów. Zwłaszcza branża DSP jest szczególnie skomplikowana i wymaga wielu konsultacji z ekspertami. Dzięki rozległej sieci partnerów Xilinx i Altera mogą skupić się na wykonywaniu zadań związanych ściśle z rozwojem układów PLD.

Obie firmy pracują obecnie nad rozwojem technologii 65 nm. Pozwoli ona zmniejszyć pobór mocy, a także poprawi wydajność układów FPGA. Obecnie dąży się do zapewnienia programowalnym układom logicznym funkcjonalności specjalizowanych układów scalonych przy zachowaniu elastyczności technologii PLD.

Wdrażanie nowych technologii, połączone ze poszerzaniem kręgu potencjalnych klientów, ma w zamyśle zapewnić firmom długofalowy wzrost dochodów oraz pozwolić na zwiększenie udziału w rynku. W ciągu ostatnich trzech lat Altera może się poszczycić największym zwrotem inwestycji w badania i rozwój spośród wszystkich firm z branży PLD.

Ma ona także ponad 50% udziału w rynku urządzeń wykonanych w technologiach 90 i 130 nm. Z kolei Xilinx przejął 20% rynku w ciągu ostatnich ośmiu lat, przerastając Alterę o 60%, jeśli brać pod uwagę dane za ostatni kwartał (dane obu firm).

Niekończący się wyścig między Xilinxem i Alterą obejmuje badania nad nowymi technologiami, doskonalenie istniejących produktów, znajdowanie dla nich nowych zastosowań oraz walkę z kosztami. Na końcu tego łańcucha znajduje się klient, który na zdrowej konkurencji na rynku może tylko zyskać.

Marcin Kmieć