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來(lái)源：遠(yuǎn)川研究所 后疫情時(shí)代，不造兩顆芯片似乎都不好意思叫大廠。最近，字節(jié)和快手也加入了造芯群聊。 字節(jié)的芯片團(tuán)隊(duì)劃出了服務(wù)器芯片、AI芯片、視頻云芯片三大類。快手發(fā)布了視頻云服務(wù)品牌StreamLake，推出云端智能視頻處理SoC芯片SL200。據(jù)其官方介紹，這款芯片視頻壓縮速率是“世界上最快的”。 鈔能力大廠的加入直接推高了芯片設(shè)計(jì)人才的薪酬待遇，去年，百度的3個(gè)芯片相關(guān)人才被截胡，據(jù)HR部門(mén)透露，原因是“他們給的太多了”。 千方百計(jì)轉(zhuǎn)行的集成電路專業(yè)學(xué)生，突然發(fā)現(xiàn)自己成為了大廠香餑餑。這讓吃瓜群眾多少有些猝不及防，硬科技的大旗怎么說(shuō)扛就扛了？ 01 大廠都在造什么芯？ 關(guān)于大廠造芯這件事，首先要明確兩個(gè)基本事實(shí)： 1.互聯(lián)網(wǎng)公司造芯片是件很正常的事，不僅中國(guó)公司造，谷歌和亞馬遜也造。 2.不過(guò)，互聯(lián)網(wǎng)公司造的芯片，跟解決“卡脖子”問(wèn)題沒(méi)有太大關(guān)系。 早在2013年，谷歌就開(kāi)始研發(fā)用于AI場(chǎng)景的TPU芯片，解決公司內(nèi)部日益龐大運(yùn)算需求與成本問(wèn)題[1]。 當(dāng)時(shí)，谷歌旗下已經(jīng)有圖像搜索、谷歌照片、云視覺(jué)API、谷歌翻譯等和AI掛鉤的業(yè)務(wù)，在這之后又收購(gòu)了知名AI獨(dú)角獸企業(yè)DeepMind，要支撐這么多產(chǎn)品和服務(wù)，數(shù)據(jù)中心的算力恐怕得再翻一倍。 2017年的烏鎮(zhèn)圍棋峰會(huì)，強(qiáng)化版AlphaGo2.0以碾壓式優(yōu)勢(shì)三比零全勝，對(duì)弈結(jié)束后柯潔放聲痛哭，靠的就是TPU芯片。 亞馬遜也在2013年推出了Nitro1芯片，同樣是服務(wù)自身業(yè)務(wù)。時(shí)至今日，亞馬遜已經(jīng)坐擁網(wǎng)絡(luò)芯片、服務(wù)器芯片和人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)芯片三條產(chǎn)品線，8年倒騰出9顆芯。 幾年后，這股造芯熱傳遞到國(guó)內(nèi)，大廠陸續(xù)加入群聊。 2017年，百度和老牌半導(dǎo)體公司賽靈思合作了一款XPU芯片，并在此基礎(chǔ)上自研了云端全功能AI芯片“昆侖”。 昆侖1經(jīng)由三星代工成功量產(chǎn)，在百度搜索引擎及云計(jì)算上已經(jīng)部署了兩萬(wàn)片。2021年，智能芯片及架構(gòu)部門(mén)干脆被拆分出來(lái)獨(dú)立融資，估值130個(gè)億，同時(shí)昆侖2進(jìn)入量產(chǎn)。 阿里巴巴則全資收購(gòu)了中天微（擁有大陸唯一自主嵌入式CPU IP Core），把它和達(dá)摩院芯片團(tuán)隊(duì)合并，成立全資子公司“平頭哥半導(dǎo)體”。 目前平頭哥共有玄鐵（處理器IP）、羽陣（RFID芯片）、倚天（ARM服務(wù)器芯片）和含光（高性能AI推理芯片）四個(gè)產(chǎn)品系列。據(jù)稱玄鐵系列處理器出貨量已超20億，超過(guò)200家企業(yè)在用。 騰訊去年一口氣發(fā)布了AI推理芯片“紫霄”、視頻轉(zhuǎn)碼芯片“滄海”、智能網(wǎng)卡芯片“玄靈”三款產(chǎn)品。還先后入股了國(guó)產(chǎn)DRAM廠商長(zhǎng)鑫儲(chǔ)存、DPU獨(dú)角獸云豹智能、芯片新秀光舟半導(dǎo)體等，還高薪收編造芯人才。 拋開(kāi)大廠在產(chǎn)業(yè)鏈上的投資，單純看自研芯片，它們的特點(diǎn)非常相似：大部分都是通用性不高的專項(xiàng)芯片。 舉例來(lái)說(shuō)，所謂通用芯片，如英偉達(dá)的GPU，可以勝任游戲、渲染、AI、挖礦等多個(gè)場(chǎng)景；而專項(xiàng)芯片大多僅用于某個(gè)非常細(xì)分的場(chǎng)景，比如世紀(jì)初曾誕生過(guò)一類名為PPU（Physics processing Unit）的芯片，獨(dú)立于CPU和GPU之外，專門(mén)處理3D游戲中對(duì)物理效果的模擬。 平頭哥自研的“含光800”就專門(mén)服務(wù)于淘寶的按圖識(shí)別商品的功能“拍立淘”，5分鐘就能完成10億張“拍立淘”商品圖的識(shí)別，而傳統(tǒng)的GPU處理需要1小時(shí)。 比如淘寶的按圖識(shí)別商品功能“拍立淘”，這是阿里決戰(zhàn)購(gòu)物節(jié)的法寶之一。用上平頭哥的AI推理專項(xiàng)芯片“含光800”后，5分鐘就能完成10億張“拍立淘”商品圖的識(shí)別，而傳統(tǒng)的GPU處理卻需要1小時(shí)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，專項(xiàng)芯片犧牲了通用性，強(qiáng)化了某一特定功能。英偉達(dá)做芯片的時(shí)候，既要服務(wù)谷歌、亞馬遜，也要服務(wù)特斯拉和蔚來(lái)，還要考慮廣大游戲玩家和礦老板，這就是“通用性”。 而放在專項(xiàng)芯片上，研發(fā)AI推理芯片，不會(huì)考慮做AI訓(xùn)練這個(gè)場(chǎng)景。阿里給淘寶業(yè)務(wù)做芯片，也不會(huì)考慮拼多多用著順不順手。 由于極度專精，專項(xiàng)芯片的技術(shù)門(mén)檻相對(duì)有限。在設(shè)計(jì)這一環(huán)上，用在邊緣側(cè)、還有終端的很多芯片，干脆采用ARM和RISC-V等精簡(jiǎn)架構(gòu)，指令集都是開(kāi)源的；而一些專用性比較強(qiáng)的芯片，甚至完全可以采用自研架構(gòu)。 所以，互聯(lián)網(wǎng)公司自研芯片，最大的目的恰恰是他們目前正在做的事情：降本增效。 02 還是為了省錢(qián) 今年4月，谷歌發(fā)布了自研視頻處理芯片Argos VCU，替換掉了數(shù)千萬(wàn)個(gè)英特爾CPU，一舉為谷歌節(jié)省了200億人民幣的資本開(kāi)支。亞馬遜通過(guò)自研芯片處理Alexa語(yǔ)音助手的運(yùn)算，成功替代了英偉達(dá)的芯片，降低了30%的成本。 自有芯片推出一年時(shí)間內(nèi)，亞馬遜云服務(wù)全年降價(jià)次數(shù)超過(guò)9次，成功帶動(dòng)下游客戶一塊降本增效。 所以，性價(jià)比才是大廠造芯的第一動(dòng)力。比如，騰訊的“玄靈”就是把虛擬化這種不太重要的功能，讓自研的專項(xiàng)芯片處理，那么成本更高的CPU就可以騰出精力，處理更重要的事情。 騰訊、字節(jié)和快手都在投入音視頻云處理專項(xiàng)芯片，追求在更高壓縮率、更小帶寬下傳輸內(nèi)容，要知道大廠們的帶寬支出常年占比近10%，快手的帶寬量級(jí)已經(jīng)接近上百TB[3]，有了專項(xiàng)芯片幫忙可以省不少錢(qián)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在流媒體播放、語(yǔ)音識(shí)別等特定場(chǎng)景中，可以用CPU/GPU這類通用芯片處理，代價(jià)就是效率不高、成本不低。因此，當(dāng)業(yè)務(wù)量大到一定程度后，自研的專項(xiàng)芯片就是性價(jià)比更好的選擇了。 在獨(dú)立自主語(yǔ)境下，輿論期待大廠們和高通/AMD這類通用芯片設(shè)計(jì)公司硬碰硬，但這并不符合商業(yè)邏輯。 即便是蘋(píng)果這樣的公司，他們研發(fā)M1芯片的時(shí)候，也是從一些細(xì)分場(chǎng)景入手，比如突出剪輯、視頻處理等特定場(chǎng)景上的更強(qiáng)表現(xiàn)，以及和macOS的適配，而不是全方位“吊打英特爾”。 雖然蘋(píng)果聲稱新的M1芯片對(duì)比此前的處理器性能有數(shù)倍提升，但芯片剛問(wèn)世時(shí)，MacBook Pro只有低配版采用了M1芯片；高配版仍然搭載英特爾i5-1038NG7處理器，并且價(jià)格貴得多。在Mac mini上也類似，其高配版仍在使用第八代的英特爾六核i5處理器。 以蘋(píng)果的體量，尚且要避開(kāi)鋒芒差異化競(jìng)爭(zhēng)，以卵擊石的后果可想而知。 小米曾經(jīng)高調(diào)進(jìn)入SoC的開(kāi)發(fā)，外界盛傳，小米重注押寶的手機(jī)SoC澎湃S2在多次流片試產(chǎn)后以失敗告終，保守估計(jì)燒掉了三億人民幣的研發(fā)費(fèi)用。 另一個(gè)典型的失敗案例是三星，2015年，三星首次推出貓鼬M1架構(gòu)，并在部分旗艦手機(jī)GalaxyS7和Note7中采用，矛頭直指蘋(píng)果的A系列SoC。 貓鼬架構(gòu)一路迭代到了M5，但性能一直落后于高通和蘋(píng)果，最終在2019年被徹底放棄。 國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)的芯片設(shè)計(jì)公司，發(fā)展策略都是瞄準(zhǔn)一個(gè)細(xì)分場(chǎng)景，從通用性不高的芯片開(kāi)始做，比如壁仞科技、天數(shù)智芯、沐曦等國(guó)內(nèi)初創(chuàng)GPU企業(yè)，大多都繞道瞄準(zhǔn)B端\G端數(shù)據(jù)中心的GPGPU需求，砍掉了數(shù)據(jù)中心里并不需要的圖形處理功能，在一些垂直領(lǐng)域足夠和巨頭殺幾個(gè)來(lái)回了。 對(duì)這些公司來(lái)說(shuō)，從專項(xiàng)芯片做起是一條更實(shí)際的路徑，一上來(lái)就高舉高打，在通用場(chǎng)景里和巨頭硬碰硬并不明智。事實(shí)上，英偉達(dá)的GPU一開(kāi)始也是游戲場(chǎng)景里的專項(xiàng)芯片，然后擴(kuò)展到了AI、虛擬貨幣等場(chǎng)景。 互聯(lián)網(wǎng)公司的確很有錢(qián)，但造芯片的花銷(xiāo)更大，先進(jìn)制程芯片尤甚。 7nm工藝芯片流片一次需要3000萬(wàn)美元，5nm的流片成本更是達(dá)到4725萬(wàn)美元，就這還沒(méi)有計(jì)入前期購(gòu)買(mǎi)芯片IP的成本、購(gòu)買(mǎi)芯片設(shè)計(jì)軟件EDA的成本、動(dòng)輒百萬(wàn)年薪的芯片設(shè)計(jì)人才的工資成本等等一系列投入。 對(duì)造芯來(lái)說(shuō)，一年花一個(gè)億，只夠在新手村練級(jí)。 通常情況下，只有蘋(píng)果、華為這樣的公司，能依靠產(chǎn)品的龐大出貨量覆蓋研發(fā)CPU等通用芯片的成本。而對(duì)缺乏終端產(chǎn)品的互聯(lián)網(wǎng)公司來(lái)說(shuō)，再財(cái)大氣粗，恐怕也算不清通用芯片這筆越滾越大的賬。 03 沒(méi)那么厲害 研發(fā)一款芯片并不難，難的是研發(fā)一款面向消費(fèi)市場(chǎng)的高利潤(rùn)芯片，這不僅需要技術(shù)的突破，還需要終端產(chǎn)品的配合，對(duì)應(yīng)的軟件生態(tài)，長(zhǎng)期的資本投入。 最近幾年，芯片自主的熱情空前高漲。平心而論，過(guò)去十多年里國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有不小的進(jìn)步，但貢獻(xiàn)并不來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)新貴，而是那些積累已久的產(chǎn)業(yè)老兵。 最典型的是海思，它的成立甚至早于華為的智能機(jī)業(yè)務(wù)。Ascend D系列首次搭載海思的四核手機(jī)處理器芯片K3V2，因體驗(yàn)太差網(wǎng)友罵成一片，據(jù)說(shuō)震怒的任正非曾當(dāng)著眾多高管的面，把這款手機(jī)砸在余承東臉上。 海思造芯的前提則是，華為擁有支撐高額研發(fā)費(fèi)用和試錯(cuò)成本的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)，它在華為的收入結(jié)構(gòu)中常年占比超過(guò)40%。 DRAM領(lǐng)域，合肥長(zhǎng)鑫在2019年量產(chǎn)國(guó)產(chǎn)DDR4內(nèi)存芯片，在應(yīng)對(duì)“卡脖子”這件事上意義重大。兆易創(chuàng)新則是全球前三、中國(guó)第一的NOR FLASH企業(yè)，紫光展銳也成為了高通、聯(lián)發(fā)科之后全球第三大主流手機(jī)SoC解決方案商。 而在芯片封測(cè)環(huán)節(jié)，長(zhǎng)電科技在2016年收購(gòu)了新加坡的星科金朋，一舉成為全球第三的封測(cè)廠，拿下了高通、聯(lián)發(fā)科、英特爾、博通等等國(guó)際大廠的訂單。另一家公司富瀚微實(shí)現(xiàn)了對(duì)AMD封測(cè)廠的收購(gòu)，幫助國(guó)產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了在7nm CPU以及GPU高端芯片封測(cè)的突破。 高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、長(zhǎng)周期是半導(dǎo)體行業(yè)的鐵律，每個(gè)環(huán)節(jié)都壁壘極深，這顯然不是習(xí)慣了高舉高打、快速擴(kuò)張的互聯(lián)網(wǎng)公司能夠適應(yīng)的。 然而，當(dāng)芯片設(shè)計(jì)套上了獨(dú)立自主的語(yǔ)境，互聯(lián)網(wǎng)大廠反而成為了聲浪最大的，儼然硬科技的帶頭大哥。 所以，針對(duì)大廠造芯這件事，還是得從兩方面看待： 一方面，絕大多數(shù)公司的自研芯片，本質(zhì)上是基于新場(chǎng)景的創(chuàng)新。比如大規(guī)模的虛擬化需求、AI需求，視頻圖片編解碼需求。這種創(chuàng)新雖然離“吊打英特爾”差了十萬(wàn)八千里，但為行業(yè)積累人才儲(chǔ)備，再不濟(jì)讓苦了十幾年的芯片工程師拿拿大廠期權(quán)，也是好事。 同時(shí)，半導(dǎo)體是個(gè)高度分工與高度全球化的行業(yè)，要求互聯(lián)網(wǎng)公司去和全世界頂級(jí)的芯片設(shè)計(jì)公司硬碰硬，讓他們?nèi)?shí)現(xiàn)CPU等通用芯片的自主可控，顯然也不是現(xiàn)實(shí)的。 無(wú)論是字節(jié)、阿里、還是快手，都沒(méi)有自己的終端產(chǎn)品，他們靠什么覆蓋芯片的研發(fā)的成本呢？這不符合商業(yè)邏輯。 但另一方面，做了幾個(gè)相對(duì)邊緣的芯片就大吹特吹，也實(shí)在是沒(méi)必要。 如果真想在硬科技上有所建樹(shù)，是不是應(yīng)該先想想，高薪招進(jìn)來(lái)的芯片工程師，是匯報(bào)給技術(shù)部門(mén)，還是匯報(bào)給公關(guān)部門(mén)？ |
