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2001年繪圖卡產業概況
(2001/05/25 由寶來證券 -林美如 提供)
研究標的:

壹、前言

1999年繪圖卡產業歷經一場激烈的價格競爭,之後部分廠商退出市場,存活者廠商也力求轉型。2000年娛樂電玩遊戲軟體風潮熱絡,繪圖晶片廠商Nvidia此時正好推出GeForce 2系列產品,滿足消費者對3D電玩遊戲畫質的需求,再加上整合型晶片組推出後評價不如預期,總總使繪圖卡市場出現20%以上的成長,並再度吸引廠商投入繪圖卡及繪圖晶片的行列中。展望2001年,在消費者對多媒體影像畫質要求有增無減之下,繪圖卡產業前景仍值得期待,因此本文希望針對繪圖卡的角色、架構、全球及台灣相關廠商的發展狀況作一檢視,以求進一步掌握產業的脈動。

貳、繪圖卡之相關結構演變

繪圖卡的基本功能在提供電腦繪圖顯示,使電腦送出之訊號可顯示於監視器的正確位置,其將電腦系統上要顯示的訊息先儲存於繪圖卡上的記憶體上,透過繪圖卡將資訊轉換為色彩圖像的控制訊號,送到監視器後顯現圖形及色彩於使用者的面前。繪圖卡上的主要零組件包括繪圖晶片、隨機動態記憶體、DAC數位類比轉換器、PCB、連接器、被動元件等等。

這些年來,PC大廠陸續推出更高效能的電腦刺激市場需求,另一方面為滿足消費者多媒體的需求,針對電腦內部的規格及架構推出新技術,例如AMD於1998年推出3D Now! ,首次將3D繪圖指令集加在CPU上。在繪圖卡方面,為提升效能與改善頻寬不足,其介面標準一路從CGA、EGA、VGA、Super VGA、視窗加速卡到3D加速卡等走來,匯流排也從ISA、EISA、PCI、AGP等規格一直演變。

自1998年起,育樂休閒遊戲軟體的應用由平面2D繪圖功能轉移至3D的立體繪圖功能及家庭市場對多媒體影像處理的需求,使3D繪圖卡逐漸成為主流。當時繪圖晶片與主要記憶體間是透過PCI匯流排進行連接,但是在3D應用的普及與圖形顯示的資料量大增,資料傳送的速度及Frame Buffer的大小,漸漸不敷需求。Intel在1996提出圖形加速埠(Accelerated-graphics port,AGP)的概念,其想法是在PCI介面外另闢蹊徑,讓繪圖晶片與主記憶體之間資料的傳送,係透過AGP,而不是PCI。在該架構下,繪圖卡除了本身所具有的記憶體外,可將部分圖形資料移到系統的主記憶體上運算,這樣做的好處在由繪圖卡上的記憶體負責處理系統解析度相關的圖形資料,如Display、Z-buffer、α-buffer等,而3D繪圖應用相關的Texture-mapping則交由系統的主記憶體處理,由於Texture與應用程式有關,結束該程式時,該資料也不會佔據主記憶體的空間,因此利用這種區分圖形資料的方式,將不同的資料放置到不同的記憶體上,使得3D繪圖資料龐大的處理需求也不會增加系統負擔,從成本的觀點上,不會因為處理3D繪圖功能而增加繪圖卡上記憶體的容量,避免系統總成本的提高(見圖一)。因此,自1998年起該架構已成為大多數廠商採用的標準。

目前,繪圖卡與系統晶片組間傳輸得AGP規格以2X/4X為主,繪圖卡上的記憶體的容量可達64MB 128bit DDR,頻寬最大可到每秒7.4GB。以Nvidia最新推出的GeForce 3 繪圖晶片來看,其晶片製程採0.15微米,晶片內部時脈為200MHZ,最大解析度可達2048*1536全彩效果。

圖一 電腦發展架構發展演進

參、全球主要繪圖晶片廠商及競爭態勢

繪圖晶片的發展遠較CPU快速。在消費者對於繪圖品質要求不斷的提高下,繪圖晶片這些年來陷入無止盡追求效能提升的漩渦當中,對於繪圖晶片廠商而言一有閃失,即有被市場淘汰的風險,從過去的資料來看,包括IBM、Hercules、Tsang Labs、Trident、Cirrus Logic、S3、3Dfx、ATI等,都曾經在繪圖晶片市場中獨領風騷一段不長時間。

目前全球主要的繪圖晶片廠商除了Intel、SiS等外,大多數廠商以無晶圓廠的營運模式,與晶圓代工廠商充分分工合作,本身則全力投入於研發設計新產品,追求在第一時間將消費者最偏好的產品上市的目標,同時這也是生存之鑰。

PC市場呈現穩定成長並且競爭激烈,再加上看好多媒體產業前景,許多IC設計廠商均紛紛介入繪圖晶片的技術取得及開發相關產品,使得該市場不斷有廠商被淘汰,卻也有新廠商持續進入,但是產業又呈現集中度高的特色,目前全球跨入繪圖晶片領域廠商的類型歸類於表一。

表一 加入3D繪圖晶片競賽的廠商及其營運型態

營運型態

代表性廠商

垂直整合,業務範圍包括繪圖晶片及繪圖卡

ATI、Matrox

系統晶片廠商,並開發整合型產品

Intel、Silicon、VIA

筆記型繪圖晶片廠商

ATI、Trident、S3(VIA)

專業、高階3D及工作站的繪圖晶片廠商

3Dlabs、SGI、SONICblue、Nvidia

遊戲市場晶片廠商

Imagination Tech.、ST Micro.

資料來源:寶來證券整理

目前全球繪圖晶片產業的主要供應者以Nvidia、ATI及Intel居前三大,三者的佔有率合計達60%以上(見圖二) 。

圖二 2000年上半年全球繪圖晶片廠商市佔率變化

資料來源:MIC,2000/11。 

肆、全球繪圖卡競爭態勢

根據3DConcept於2000年底針對德國地區消費者所做的一份問卷顯示,消費者購買繪圖卡的預算,400馬克(折合台幣約5800元)約佔43%,500馬克(折合新台幣約7250元)約佔65%,600馬克以上僅11%。在繪圖卡的速度及功能差異程度縮小下,消費者對於價格的要求已高於功能。因此,現階段繪圖晶片雖然不斷推陳出新,但是在產業集中度高,各家產品皆採用Nvidia的繪圖晶片,使繪圖卡廠商不易創造產品差異性,而消費者價格導向的消費傾向,使廠商毛利率偏低,多維持在10%上下。然而製造商面臨繪圖卡生命週期受到繪圖晶片影響大幅縮短,若未即時回收研發及生產成本,則易陷入虧損狀態並退出市場。1999~2000年即陸續有Diamond、3Dfx、Creative等廠商退出市場。

伍、整合型晶片組的發展進度

一般而言,北橋晶片負責CPU、SDRAM最佳化記憶體介面、64-bits匯流排介面、PCI介面、AGP介面及它們之間的連接控制,後者主要負責軟碟機、硬碟、鍵盤、PCI-ISA橋接器等介面及USB連接控制。在降低電腦整體成本的需求以及IC的集積度越來越高,將更多的零件整合至一個晶片組的概念,愈有實現的可能與必要,目前將繪圖晶片的功能整合入北橋晶片上,或是南北橋晶片及繪圖晶片整合成一顆的產品已經在市面上可以看到。

1999年主機板採用整合型晶片組的比重僅8%,2000年原預估在整合型晶片組的趨勢下,該比重將提高至50%,不過實際僅達33%,主要原因為現實上遇到瓶頸是,繪圖晶片本身的電晶體數量就很多,受到製程的限制,無法將太高階的繪圖晶片整合到系統晶片中,因此就PC市場的低中高階產品來看,整合型晶片組仍以低階以及消費者對於繪圖功能要求不高的市場為主,包括SiS’s 730 、SiS’s 630、VIA’s KM133 、VIA’s PM133、Ali’s Aladdin TNT2、Intel’s 815晶片組均是。  

陸、我國主要繪圖卡廠商發展狀況

根據MIC的統計資料與推估,1996~2000年間我國繪圖卡產業在全球銷售量的市佔率多維持在30~40%之間。歐美地區是全球繪圖卡主要的消費地區,因此台灣繪圖卡有近30%銷往歐洲,美國20%,亞太地區29.4%,內銷18%,其中65%以零售或組裝市場為主,OEM比重約35%。

2000 年我國繪圖卡粗估銷售量為1,263萬片,受惠於國際多媒體繪圖卡大廠Dimanod釋出近20%市場,再加上Nvidia推出GeForce 2系列產品,適時滿足消費者對於娛樂電玩遊戲的需求,較1999年成長44.8%。其中,至2000年上半年止,我國繪圖卡廠商80%以上均採用Nvidia的繪圖晶片,其他廠商如ATI、SiS等比重均低於10%(見圖三);在產品規格方面,已有80%以上的產品採用2D/3D AGP規格設計(見表二) 。 

圖三 我國繪圖卡廠商採用繪圖晶片狀況

表二 我國繪圖卡產品功能狀況

產品功能

2000/Q1

2000/Q2

2D/3D AGP

81.20%

81.60%

多功能VGA

10%

11%

2D/3D PCI

8%

7%

目前國內有生產繪圖卡的廠商包括麗台、寶聯、聰泰、隴華等專業繪圖卡廠商,以及華碩、微星、建?、技嘉、承啟等主機板廠商。由於繪圖卡與電腦主機板規格的相容性需求度很高,同時多媒體功能的變遷與系統晶片組、CPU功能的演進密不可分﹐使性質雷同的主機板廠商在看好3D繪圖需求下紛紛跨入該產業,對原先的繪圖卡廠商產生競爭威脅。

2000年我國上市上櫃公司中,以華碩繪圖卡銷售量達424萬片居冠,其次是微星188萬片,專業繪圖卡廠商如麗台等銷售量均低於主機板廠商,顯示主機板廠商以其研發資源、行銷通路及營運規模的優勢,進入障礙並不高。就平均單價來看,以麗台的2315元最高,華碩的2077元及寶聯的1875分居第二及第三,顯示專業繪圖卡廠商傾向於開發中高階產品,使平均單價普遍仍高於主機板廠商(見圖四)。

展望2001年,各廠商預估的銷售量成長率為華碩29.8%、微星38.6%、技嘉3.34%、麗台55.8%、聰泰17.1%、隴華5.26%,除麗台外,主機板廠商對於繪圖卡市場似乎較專業繪圖卡廠商積極許多。台灣廠商在全球繪圖卡產業競爭中較不利之處在於,繪圖晶片由國外廠商主導,廠商只能以擅長的生產製造能力加以發揮。目前國內專業繪圖卡廠商的生產規模均不及主機板廠商,未來將朝開發新的業務方向,或致力於提高中高階利基產品比重,否則將面臨較激烈的價格競爭壓力。

圖四 2000年主要繪圖卡廠商銷售量及平均單價狀況

資料來源:寶來證券整理

柒、結論

2000年繪圖卡產業景氣的回溫以及看好全球遊戲多媒體市場的潛力,吸引繪圖卡廠商及晶片廠商回過頭來重新開拓該市場。繪圖產業不論是繪圖晶片或是繪圖卡的產品生命週期均較短,廠商面臨的變化及競爭挑戰較高,特別是台灣廠商在全球繪圖卡產業的競爭中,繪圖晶片由國外廠商主導,因此廠商只能以擅長的生產製造能力加以發揮,長遠來看,朝開發新業務或提高中高階利基產品比重,可分散激烈的競爭壓力。


 
 
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