【芯视野】互联网巨头造芯 中美有何异同？

报道 2021年底，亚马逊公司推出了第三款以Arm架构打造的自有处理器Graviton 3，并将其应用在旗下的EC2云端服务器上。这是亚马逊公司在自研芯片的进程上又一个突破，也为互联网公司在2021年风起云涌的造芯过程画上了一个完美的句号。这一年，无论是美国还是中国，互联网巨头的造芯势头都有增无减。

但是，不同的商业环境会造就不同的商业模式，同样是跨界造芯，中美互联巨头有哪些相同和不同呢？他们亲自下场，会对整个行业又产生什么影响呢？

共同目标：软硬一体化

这场造芯运动的起点是谷歌在2015年6月的I/O开发者大会上推出的TPU芯片。谷歌为优化自身的TensorFlow机器学习框架而打造这枚ASIC芯片，主要用于AlphaGo系统，以及谷歌地图、谷歌相册和谷歌翻译等应用。

如果说TPU只是用于AI加速的专用芯片，亚马逊在2018年发布的Graviton就是一颗实打实的“主芯片”了。这枚芯片在亚马逊的服务器中承担了与Intel和AMD处理器相同的任务并表现出色，不但坚定了亚马逊的造芯意愿，也将互联网造芯带上一个新高度。

在大洋的这一边，国内的互联网巨头也应声而起。百度公司在2018年宣布开发用于AI加速的昆仑芯片一代，2021年实现昆仑二代的量产。阿里在2018年推出了AI芯片含光800，并在2021年推出了采用5nm工艺的服务器CPU倚天710。腾讯则在2021年11月公布了旗下三款自研芯片：紫霄、沧海和玄灵。至此，造芯的名单上已经集齐了BAT。

中美互联网巨头前赴后继投入造芯事业，背后是否有一致的驱动力？据前产业分析师姚嘉洋观察，“不论是BAT或是亚马逊、谷歌，巨头们主要是以偏中运算类芯片的造芯为主。”

表 中美互联网巨头造芯一览（截止于2021年底）

CINNO Research半导体事业部总经理Elvis Hsu认为，巨头们都相中了规模庞大的云市场/云服务器商机，因此去开发最适合自家云计算和AI业务的自研芯片。表 中美互联网巨头造芯一览（截止于2021年底）

过去十年中，云计算市场以惊人的速度爆发，其承载的业务规模和类型都已经相当巨大，对于软硬件一体化的系统提出了更高的要求。如果要打造能满足多样化的需求，并具有高性价比、高安全可靠性的数据中心系统，厂商们势必要自行研发芯片，或与其他芯片厂商联合起来进行深度定制，以此来解决各种复杂场景下的兼容性问题。

“自研定制化的AI芯片，使云服务器的性能明显高于使用CPU、GPU等通用芯片的服务器，因此自主研发ASIC或FPGA芯片成了最佳解决方案，如阿里的Ali-NPU神经网络芯片。”Elvis Hsu表示。

与通用芯片相比，自研芯片不但能很好地满足产品和应用的特定需求，有助于降低设备和产品的能耗，还能大幅降低服务器的成本。据了解，如果使用自研的Arm服务器芯片，价格只有X86芯片几分之一，甚至十分之一。在云服务市场竞争趋于白热化的环境中，这自然给了厂商们极大的动力。

相关人士透露，价格战已经成为云服务厂商拉拢新客户留住老用户的必经之路，自研芯片带来的高功效意味着可以推出定价更低的实例。以亚马逊的Graviton2为例，其在几乎所有工作负载上都击败了AMD EPYC 7571的性能，同时也击败了Intel的Cascade Lake，而且价格更加优惠。

在造芯的商业路径上，中美互联网巨头也有共同之处。Elvis Hsu在深入剖析国内云厂商造芯的策略后发现，中美颇有相似之处，初期均是先行收购、投资了AI芯片设计公司，如亚马逊的Annapurna Labs，阿里巴巴的中天微，腾讯的燧原科技等。其后，将这些公司的设计能力与自身的需求和算法资源相结合，打造出专属芯片。

在造芯这件事上，互联网巨头们基本达成了共识。

不同考量：安全与生态拓展

由于所处环境不同，中美互联网巨头造芯，既有相同，亦有不同。

国内互联网巨头集体进入造芯赛道的时间都在2018年左右，除了受到谷歌、亚马逊发布芯片的影响外，中兴受制裁也是一个重要导火索。

互联网公司虽然不是芯片的直接消费者，但是没有芯片的支撑，其所有系统都将是空中楼阁。中国的互联网企业需要考虑，如果面对中兴同样的困境，有没有其他选择。

腾讯创始人马化腾曾表示：“算是把大家打醒了，移动支付再先进，没有手机终端，没有芯片和操作系统，竞争起来的话，你的实力也不够”。

“自研芯片的一个主要目的在于摆脱对芯片巨头如NVIDIA、高通、英特尔等芯片厂商的过份依赖，”Elvis Hsu认为这一点中美厂商认识一致，但中国厂商还要预防“卡脖子”的现象发生。

互联网公司造芯主要集中在云计算、AI等方向，这是高端芯片应用最为密集的领域，也是国内芯片业的短板之一。BAT此时加入，即响应了国家对发展硬科技的号召，也有助于提升国内高端芯片的技术水平。比如，阿里发布的倚天710芯片采用了目前最为先进的台积电5nm工艺，在海思受禁的情况下，客观上已成为国内芯片冲击顶级工艺的探路者。

如果将中美互联网巨头自研的芯片进行仔细对比，还能发现一个有趣的差异。中国互联网公司所造芯片的种类和应用场景更为丰富。比如，百度的鸿鹄芯片，可用于车载语音和智能家居，阿里的玄铁910专门针对AIoT领域，腾讯的沧海芯片则可用于视频编解码。

行业人士认为，由于BAT的业务布局更为广泛，涉及多个赛道，为了与现有业务产生协同，更加突出业务长板，自然会擅长的领域进行芯片布局。

与所有跨界者一样，BAT造芯也遭到了一些质疑的声音。有人认为互联网公司造芯充其量是定制，根本算不上自研。典型的例子就是腾讯紫霄芯片是由其投资的芯片公司所设计，腾讯团队只负责软件和工具链的开发。

更多的人还是持比较宽容的态度。因为当代芯片设计极其复杂，即使是顶尖公司也不会100%全部自研，不少模块也是采用了外购或合作的模式。对于互联网公司来说，利用现有的架构或IP，配合自己的独有算法，进行功能上的创新，也一样可被视为自研。

国内互联网公司前期在芯片领域的打法多为投资开道，现在无论是形势所迫或自愿参与，能够亲身入局，对行业发展都是利大于弊。

机遇大于挑战

互联网巨头开始造芯，传统半导体行业的感受是喜忧参半。

Elvis Hsu认为：“国内BAT等互联网巨头纷纷进入自研芯片的行列，将对原提供通用型芯片的公司如Intel、高通、英伟达等造成一定程度的冲击。这些公司不仅失去了一部分的市场份额，并且可能迎来了新的竞争者。”

“相反地，对一些有提供芯片设计服务的公司如博通、Marvell、联发科、Alchip等则带来了新的商机。另外，如EDA/IP供应商、头部晶圆代工及高端封裝厂等亦成为直接的受益者。”Elvis Hsu进一步指出。

近年来，正是因为亚马逊、苹果等越来越多的科技公司自研芯片，使得Intel股价下跌，走下神坛。而Arm+台积电的组合却成为这种趋势的最大受益者，晋升为行业的超新星。在国内，因为没有世界级的芯片巨头，IP和设计公司将是互联网造芯的受益者，高端封装厂也包括于此。

这种冲击还将扩散到其他层面。姚嘉洋认为，互联网巨头造芯会分食先进制程的产能分配，例如7nm/6nm等，若需求提升，极有可能对其他芯片业者造成排挤效应。

虽然互联网公司目前造芯规模不算很大，但这种可能性确实存在的。最为明显的实例就是苹果公司，其A系列和M系列处理器已经占据台积电最顶级工艺的大部分产能。如果互联网公司造芯成为常态，必将会成为先进工艺的重要客户。

另外一个冲击就是人才层面。姚嘉洋认为，以现在中国半导体人才供应仍处于高度供不应求的情况下，BAT加入征才行列，原有的芯片行业必将受到影响。

当前，BAT为了组建芯片开发团队，四处招聘有经验的设计人才，凭借着不菲的薪水和大厂的光环，确实吸引了不少设计公司的骨干加盟。

并且，互联网公司造芯还会造成研发资源的倾斜，“BAT本身就有相当丰沛的资金流作为靠山，但对于中小规模的芯片企业来说，并未有这方面的资金投入，芯片相对开发不易，BAT因此具有更大的研发优势。”姚嘉洋表示。

对于这种情况，业内人士认为行业竞争程度确实在增加，但也会促进其他设计公司更加努力提升产品和服务，对于从业者来说，多了一些选择，未尝不是好事。

不过，最大的疑问仍然存在，互联网造芯只是昙花一现还是会持续下去？

姚嘉洋认为对国内的互联网公司来说，若未受到美国的制裁，应可以坚持先前阶段的做法。同时，他认为在现金流与营收等各项财务指标皆健康的前提下，BAT的造芯大计方可定下长久的基础。

Elvis Hsu则认为，“自研芯片不仅能降低芯片采购的成本，并且可藉由芯片定制化提高云计算的性能，以及自我制定产品进入市场的时间表。诸多这些优点，使得所有进入自研芯片行列的公司都会坚持一直走下去。”

Elvis Hsu最后强调：“我们乐见物联网巨头及其他手机/NB系统厂商一起参与这场盛宴，共同开创高性能芯片的新契机。”（Andrew）

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