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　　文/洪雨晗  

　　來源：深響（ID：deep-echo）

　　國內(nèi)企業(yè)紛紛入局芯片已不是什么新鮮事，芯片“卡脖”的背景下，國產(chǎn)替代是機(jī)會(huì)，這也造就了近兩年來的芯片投資熱潮。

　　可放眼國際，谷歌、蘋果、亞馬遜在芯片方面也相繼投資，使用自行研發(fā)的芯片，即便是已和英特爾深度捆綁的微軟，同樣正在為旗下服務(wù)器、Surface自研以Arm為基礎(chǔ)架構(gòu)的處理器。“winter聯(lián)盟”隱隱有了分崩離析的危險(xiǎn)。

　　這些頂尖的國際科技互聯(lián)網(wǎng)公司從前都是英特爾、高通、AMD等傳統(tǒng)芯片廠商的堅(jiān)實(shí)擁簇者，但如今紛紛拋棄了老伙伴們，相繼走上了芯片自研的道路。

　　這意味著除了政治意志，芯片產(chǎn)業(yè)的微妙變化背后還隱藏著經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)問題的變化臨界點(diǎn)。

　　芯片行業(yè)整體的風(fēng)向變了。在過去數(shù)十年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史上，從產(chǎn)業(yè)垂直整合到各環(huán)節(jié)細(xì)化分工是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，當(dāng)初眾多的整合設(shè)備生產(chǎn)模式的公司都已退出歷史舞臺(tái)，僅剩英特爾、三星、德州儀器等少數(shù)幾家延續(xù)。但是現(xiàn)在，不管是做手機(jī)、電腦還是服務(wù)器的企業(yè)，紛紛入局芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，大有芯片制造分工“分久必合”之勢(shì)。

　　而這僅僅是因?yàn)橛⑻貭栐谥瞥躺下浜罅藛幔繛槭裁催@些頂尖的公司都不約而同在這個(gè)在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上開始自研芯片呢？明明是產(chǎn)業(yè)分工的發(fā)展邏輯，現(xiàn)在又闖入了幾個(gè)實(shí)力強(qiáng)勁的攪局者，蘋果、微軟、谷歌們可以成功嗎？

　　一場(chǎng)看似由英特爾引起的敗局

　　英特爾是這場(chǎng)暴風(fēng)的中心點(diǎn)，不管是蘋果、微軟還是谷歌、亞馬遜，這些公司宣布自研后首先更換的便是英特爾的芯片。

　　英特爾自己也不得不承認(rèn)在芯片制程的追趕上落后了，早在2016年，英特爾原計(jì)劃推出的10nm制程最后拖到了2019年才面世，2019年就應(yīng)該推出的7nm制程技術(shù)也因良品率問題被一拖再拖，但市場(chǎng)不會(huì)給英特爾太多時(shí)間。

　　就像前一次沒有抓住移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的浪潮，如今，連在PC端和服務(wù)器端的絕對(duì)地位也已經(jīng)開始動(dòng)搖。

　　在PC端，首先是英特爾曾經(jīng)的“小弟”AMD率先超過昔日的老大哥，實(shí)現(xiàn)7nmCPU芯片的量產(chǎn)商用，股價(jià)5年漲幅6.8倍。

　　然后是蘋果，在2020年的全球開發(fā)者大會(huì)上宣布與合作了15年的老搭檔英特爾分手，將帶有ARM指令集的自研芯片M1搭載到其Mac系列產(chǎn)品上，徹底實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端和PC端底層計(jì)算架構(gòu)的打通。

　　最后，則是來自微軟的重?fù)簟Ｎ④洸粌H早已在Surface Pro X系列產(chǎn)品上開始適配ARM架構(gòu)，12月底，彭博社報(bào)道，微軟未來還將在數(shù)據(jù)中心的處理器上使用自己設(shè)計(jì)的ARM架構(gòu)芯片。

　　服務(wù)器領(lǐng)域是英特爾在移動(dòng)端落敗、PC端增長(zhǎng)乏力后的主要增長(zhǎng)贏利點(diǎn)，根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，英特爾擁有超過60％的PC市場(chǎng)。但在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，英特爾的市場(chǎng)份額占所有銷售服務(wù)器的90％左右。

　　因此，服務(wù)器領(lǐng)域市場(chǎng)份額的丟失是英特爾難以忍受的，然而壞消息是服務(wù)器芯片的大客戶，全球公有云市場(chǎng)第一的亞馬遜的自研芯片也在路上了。去年12月初，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)首席執(zhí)行官安迪·賈西表示該公司有定制ARM芯片的計(jì)劃，并宣布亞馬遜將把更多的公共云產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到Graviton2等芯片上，這款芯片將于今年上半年推出。

　　根據(jù)IDC最近的一份報(bào)告，盡管ARM在當(dāng)今的數(shù)據(jù)中心和云市場(chǎng)中仍然只占很小的一部分，但這種變化可能會(huì)逐漸改變。對(duì)英特爾來說，老對(duì)手AMD CPU的服務(wù)器的全球收入同比增長(zhǎng)112.4％，同時(shí)，盡管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較小，但基于ARM的服務(wù)器的收入同比增長(zhǎng)達(dá)到了430.5％。

　　綜上看來，一眾科技互聯(lián)網(wǎng)公司換芯似乎情有可原，因?yàn)閺那暗暮献骰锇橛⑻貭柕漠a(chǎn)品優(yōu)勢(shì)不再，可問題是，如今，在CPU芯片性能上更進(jìn)一步的AMD卻沒有因此受到青睞，科技互聯(lián)網(wǎng)公司們紛紛自研的背后似乎是X86架構(gòu)的落幕。

　　時(shí)代之潮

　　X86過去的強(qiáng)大毋庸置疑，ARM能在重重困難中突破而出，受到一眾科技互聯(lián)網(wǎng)公司的喜愛，與它的模式有很大關(guān)系。

　　ARM的崛起重要原因之一就是放棄了傳統(tǒng)IDM模式（Integrated Device Manufacturing，整合設(shè)備生產(chǎn)模式）的大包大攬，使眾多廠商可以在其指令集內(nèi)繼續(xù)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。

　　而以英特爾為代表的IDM模式，承接了芯片從設(shè)計(jì)到制造到封裝的所有環(huán)節(jié)。在集成電路行業(yè)發(fā)展的早期，企業(yè)一般都是用這種大包大攬的IDM模式。在移動(dòng)終端領(lǐng)域中，低成本、微利潤(rùn)的處理器是無法支撐這一重度投入模式的。

　　ARM公司開創(chuàng)的授權(quán)模式，將芯片的架構(gòu)、設(shè)計(jì)（Fabless，如高通、聯(lián)發(fā)科、海思）和生產(chǎn)（Foudary，如臺(tái)積電）分開，它激活了全產(chǎn)業(yè)鏈的活力，不僅提高了生產(chǎn)效率和新工藝迭代的速度，也降低了生產(chǎn)成本，從而形成了日益繁榮的ARM生態(tài)。

　　ARM公司根據(jù)芯片設(shè)計(jì)公司不同的需求和能力，提供了三種不同的對(duì)外授權(quán)模式：

• 處理器的IP授權(quán)模式。ARM將該IP專利授權(quán)給買下設(shè)計(jì)的公司，公司可以直接按其設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)。

• 處理器和物理IP的授權(quán)模式。此種模式下企業(yè)需嚴(yán)格按照ARM規(guī)定工藝流程來生產(chǎn)芯片。

• 架構(gòu)和指令集授權(quán)。這是自由度最高的授權(quán)模式，三星、蘋果、華為等實(shí)力雄厚的手機(jī)廠商可以在ARM架構(gòu)下自行設(shè)計(jì)和優(yōu)化芯片。

　　因此，這些科技互聯(lián)網(wǎng)公司在使用ARM架構(gòu)的芯片時(shí)僅需支付授權(quán)費(fèi)即可，這相較購買英特爾式的研發(fā)、制造、銷售一體的完整芯片來說，成本會(huì)更加低廉。

　　除了IDC外，手機(jī)、PC等個(gè)人消費(fèi)市場(chǎng)早已增長(zhǎng)乏力，處于白熱化的存量競(jìng)爭(zhēng)階段，各廠商也度過了早期盲目追求市場(chǎng)擴(kuò)張的階段，自身實(shí)力也在發(fā)展中得到壯大，積累了足夠的資金去完成品牌的進(jìn)化。

　　通過自研芯片，一方面可以降低硬件成本獲得更多的利潤(rùn)，另一方面則需要通過自研芯片走出英特爾、高通、聯(lián)發(fā)科之外的芯片差異化路線，以占領(lǐng)高端市場(chǎng)。

　　華為的手機(jī)品牌走上高端，華為海思功不可沒，蘋果M1芯片款Mac在市場(chǎng)上也是好評(píng)如潮。

　　因此，除了降本，用自研技術(shù)增“效”是另一重要原因，另一個(gè)問題是，ARM架構(gòu)真的超過了X86嗎？

　　要講清X86架構(gòu)和ARM架構(gòu)孰優(yōu)孰劣、誰將一統(tǒng)市場(chǎng)行業(yè)內(nèi)也是爭(zhēng)議不斷，這其中既涉及底層RISC指令集和CISC指令集方面的技術(shù)差異，也涉及服務(wù)器、PC和智能移動(dòng)端的不同使用場(chǎng)景，需要設(shè)計(jì)者在芯片性能、功效、能耗和應(yīng)用場(chǎng)景上做出選擇。

　　技術(shù)在芯片市場(chǎng)重要，但已不是唯一衡量標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，不管是ARM還是X86，都在逐漸補(bǔ)齊各自的短板，不再僅采取RISC和CISC中某一種指令集，而是變成RISC和CISC你中有我、我中有你，可以說標(biāo)著RISC、CISC的CPU架構(gòu)們，幾乎沒有實(shí)質(zhì)上的明確差異。

　　因此，現(xiàn)實(shí)的情況是，如果科技互聯(lián)網(wǎng)公司打算自研芯片勢(shì)必會(huì)選擇可以授權(quán)自研的ARM模式，甚至是更為開放的RISC-V指令集。

　　RISC-V指令集是直接基于RISC（精簡(jiǎn)指令集）原則開源指令集架構(gòu)，允許任何人設(shè)計(jì)、制造和銷售RISC-V芯片和軟件而不必支付給任何公司專利費(fèi)。阿里巴巴旗下的半導(dǎo)體公司平頭哥2019年研發(fā)的玄鐵910（XuanTIE910）處理器便是采用的RISC-V架構(gòu)。

　　既然從架構(gòu)上來說，X86和ARM的差異理論上并不算大，那么在芯片領(lǐng)域扎根數(shù)十年的英特爾、高通、AMD等公司為何會(huì)被一眾科技互聯(lián)網(wǎng)公司拋棄呢？換言之，這些沒有做過芯片的科技互聯(lián)網(wǎng)公司做的芯片在市場(chǎng)中有競(jìng)爭(zhēng)力嗎？

　　這些更年輕的互聯(lián)網(wǎng)公司沒有自研芯片很大的因素是因?yàn)槟柖傻木壒剩串?dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍性能也將提升一倍。那時(shí)的芯片半導(dǎo)體行業(yè)處于快速發(fā)展階段，這使得后來的公司即便開始自研芯片，也需要花大量的時(shí)間和金錢投入來保持不被淘汰。

　　隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，摩爾定律的生效周期開始逐漸變長(zhǎng)，這給予了這些公司趕上來的機(jī)會(huì)。同時(shí)，現(xiàn)在的手機(jī)、計(jì)算機(jī)芯片在一定程度上已經(jīng)可以滿足人們的日常需求，追求極致的性能成為游戲極客、特定職業(yè)人士等的選擇。

　　比如用蘋果M1芯片完3A游戲的體驗(yàn)并不算好，但并不妨礙它滿足用戶的日常工作中需求；高通最新一代芯片驍龍888的性能確實(shí)有不少的提升，但使用驍龍865、855的用戶們依然可以用自己的舊手機(jī)滿足絕大多數(shù)使用場(chǎng)景。

　　這時(shí)，對(duì)用戶來說換機(jī)更重要的因素是價(jià)格，對(duì)一眾科技互聯(lián)網(wǎng)公司來說這是一樣的道理，即使它們自研的芯片無法比擬市面上最強(qiáng)的產(chǎn)品，可只要滿足了企業(yè)或用戶的絕大多數(shù)需求就是一件高性價(jià)比的事情。

　　當(dāng)然，其他企業(yè)開始自研芯片并不意味著全球分工的進(jìn)程開始停止，企業(yè)要把芯片產(chǎn)業(yè)鏈全部重做一遍，這恰恰說明全球分工程度的深化。新入局者只需要做芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的IC設(shè)計(jì)這一項(xiàng)，其余的上千道工藝都由各環(huán)節(jié)的“隱形冠軍”來完成，而負(fù)責(zé)芯片制造的臺(tái)積電更是有將各種高難度設(shè)計(jì)產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)出來的能力。

　　在整個(gè)芯片研發(fā)技術(shù)速度逐漸下降的背景下，芯片產(chǎn)業(yè)鏈的全球分工和ARM架構(gòu)的出現(xiàn)無疑給了后來者機(jī)會(huì)，如果將來有更便宜技術(shù)更好的芯片出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)公司們也會(huì)從自研轉(zhuǎn)向外購。畢竟，在硬科技領(lǐng)域，技術(shù)是所有企業(yè)繞不過的門檻。

　　從這個(gè)角度來說，蘋果、微軟、亞馬遜們自研芯片似乎是盤活市場(chǎng)的好事情。

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