在“缺芯”浪潮持續(xù)發(fā)酵下，“跨界造芯”被列入了半導(dǎo)體行業(yè)十大熱詞。
無論是車企、手機廠商還是互聯(lián)網(wǎng)大廠，都接二連三的扎進“造芯”賽道，甚至于連地產(chǎn)、家電、百貨、水泥廠等企業(yè)也直接橫跨到科技業(yè)開始造芯之路。
3月9日，蘋果公司發(fā)布“地球最強桌面級處理器”M1 Ultra，將去年10月份發(fā)布的M1 Max的集成度翻倍，其CPU和GPU性能與功耗表現(xiàn)吊打當(dāng)前最強芯片表現(xiàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他芯片公司。
其實，早在2010年蘋果發(fā)布iphone 4明確向外界宣布自研處理器A4后，“造芯”就已經(jīng)不再是芯片公司的專場，谷歌、特斯拉、微軟、百度、亞馬遜、阿里巴巴、騰訊等科技巨頭接連入局。
對于任何企業(yè)來說，“造芯”之路都耗費巨大，但為什么汽車、手機、互聯(lián)網(wǎng)等大廠們還是要扎堆造芯？它們造的芯片和專業(yè)芯片廠商有什么不一樣？更進一步，國內(nèi)大廠投入造芯，能緩解芯片短缺、卡脖子的困境嗎？
“跨界造芯”的互聯(lián)網(wǎng)云巨頭
近年來，頭部科技公司的行動出奇地一致：無論國內(nèi)外，都將目光放在了“芯片”這一領(lǐng)域。
先是手機廠商如蘋果、華為、OPPO，紛紛下海自研AI芯片。
2017年，蘋果A11 Bonic問世，首次采用自研GPU，首次搭載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，開啟智能手機AI時代；華為“昇騰”系列芯片出爐，標(biāo)志著華為正式進軍AI處理器行業(yè)；OPPO也明確進軍半導(dǎo)體，打造自研芯片。 同時互聯(lián)網(wǎng)公司如谷歌、亞馬遜、BAT，也開始有所行動。
國外如谷歌，2014年就開始為數(shù)據(jù)中心設(shè)計服務(wù)器芯片，2019年更是在印度組建芯片團隊亞馬遜AWS也在2018年底披露了首款自研云服務(wù)器CPUGraviton。
國內(nèi)如百度，2010年就開始采用FPGA自研AI芯片，2021年百度昆侖芯2發(fā)布即實現(xiàn)量產(chǎn)。
阿里，2018年成立“平頭哥半導(dǎo)體有限公司”正式入局AI芯片，2019年首發(fā)AI芯片“含光800”。
騰訊從2018年開始對燧原科技進行多輪投資之后，在2020開始自立門戶下場造AI芯片。
字節(jié)跳動，2021年被曝自研云端AI芯片和ARM服務(wù)器芯片。
至此，BAT等國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭全部殺進芯片的領(lǐng)域，展開競爭。
BAT們的對手不光有英偉達、高通、賽靈思這樣的國外芯片巨頭，還有寒武紀(jì)、地平線這樣專注于研發(fā)AI芯片的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，也有華為海思這樣的國產(chǎn)芯片頭部企業(yè)。
互聯(lián)網(wǎng)公司投入這么大的成本造芯，究竟看中了什么？
當(dāng)我們把目光轉(zhuǎn)到全球的互聯(lián)網(wǎng)公司，會發(fā)現(xiàn)這個趨勢更加明顯，幾乎所有涉及云計算和AI的科技巨頭都在做芯片。 這些云巨頭做的芯片，主要集中在幾個方面：
服務(wù)器CPU
服務(wù)器CPU主要集中在ARM服務(wù)器CPU。我們可以看到在ARM服務(wù)器芯片布局的包括：亞馬遜AWS的Graviton2；阿里的倚天；華為的鯤鵬等。
云端AI芯片
例如：谷歌的TPU；阿里的含光；騰訊的紫霄；華為的晟騰；百度的昆侖等。
云端外設(shè)芯片
例如：AWS的nitro的一些網(wǎng)卡芯片、存儲芯片等；華為、騰訊也都有自己智能網(wǎng)卡芯片等。
那么，這些芯片都用在了什么地方？ 在互聯(lián)網(wǎng)公司，它們的去向主要是自家的云服務(wù)器。
近幾年，中國的云業(yè)務(wù)市場越來越大。根據(jù)中國信通院發(fā)布的《云計算白皮書（2021年）》顯示，2020年我國云計算市場呈爆發(fā)式增長，整體規(guī)模達到2091億元，增速56．6％。
巨大的云市場背后，是規(guī)模龐大的云服務(wù)器。 根據(jù)Canalys的數(shù)據(jù)，截止2021年第三季度，中國頭部四家云服務(wù)公司為阿里、華為、騰訊、百度。
其中，三家互聯(lián)網(wǎng)公司的服務(wù)器均超過百萬臺。 為了能讓數(shù)億互聯(lián)網(wǎng)用戶快樂沖浪，服務(wù)器的性能至關(guān)重要，而云端AI芯片、服務(wù)器CPU芯片就是其中的關(guān)鍵一環(huán)。
“AI芯片”之名源于它的用途，從技術(shù)路線上，GPU、FPGA芯片和ASIC芯片，都可以被用來做AI芯片。
AI芯片與CPU相比，具有更多ALU（邏輯運算單元）。換句話說，兩者是全才與專才的差別：CPU能夠執(zhí)行復(fù)雜指令，但算力因此受到限制，AI芯片雖只能執(zhí)行簡單指令，可它的算力卻比CPU高得多。
恰巧，AI的訓(xùn)練和推理，就是一個簡單的重復(fù)過程，用不到那么復(fù)雜的指令，用AI芯片代替CPU往往能事半功倍。
為了開發(fā)最適合自家云計算和AI業(yè)務(wù)的芯片，互聯(lián)網(wǎng)云廠商紛紛自研芯片。
AI芯片就用在這些運算、推理的云服務(wù)器上，提高它們的算力。而基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器CPU芯片，則是對標(biāo)X86服務(wù)器CPU芯片，一方面提升云服務(wù)器的性能，另一方面也為可能遭遇“卡脖子”而未雨綢繆。
大廠“造芯”的門檻
這么多互聯(lián)網(wǎng)云計算大廠投入芯片設(shè)計，難道芯片設(shè)計就沒有門檻嗎？
事實上，造芯有三大門檻：技術(shù)密集、資金密集、成本敏感。簡單來說，需要有人、有錢、有量。
對于互聯(lián)網(wǎng)云計算大廠來說，有人有錢自然不用說，但大家其實沒有看到的一面是：大廠有量！
眾所周知，芯片投入很大，7nm開發(fā)成本在億人民幣級別，沒錢沒人都做不了芯片。因此，只有量大才能分?jǐn)傂酒某杀尽?/p>
對于做芯片來說，量比錢甚至更重要。換句話說，如果沒有市場需求，做芯片這個邏輯本身都不成立。
例如，蘋果公司每年出貨幾千萬臺手機，這個是蘋果做手機SOC芯片的底氣，同時這些量能夠極大分?jǐn)傂酒某杀尽?/p>
正因如此，互聯(lián)網(wǎng)云計算大廠們掌握了全球大部分的服務(wù)器的算力，這個數(shù)量足以激勵其研發(fā)自己的服務(wù)器芯片。
一旦芯片生成出來，立馬就可以產(chǎn)生效益，不但滿足需求，還可以分?jǐn)偝杀尽?/p>
可以說，互聯(lián)網(wǎng)云計算大廠們的“需求”是從云里來，自研“芯片”也是到云里去。
即便拋開互聯(lián)網(wǎng)公司自身的需求，AI芯片本身也是一個誘人的市場。
根據(jù)賽迪顧問的數(shù)據(jù)，中國AI芯片市場規(guī)模會在2021年達到305．7億元，增長率更是高達57．8％。
另據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，我國AI芯片市場規(guī)模將在2024年達到785億元。
AI芯片是一個相對年輕的行業(yè)。與CPU行業(yè)相比，還沒有哪家公司獨占AI芯片的鰲頭。
這個市場養(yǎng)活了寒武紀(jì)、地平線、天數(shù)智芯等AI芯片創(chuàng)企，而近年來盯上AI的互聯(lián)網(wǎng)公司，自然不愿放過這塊“肥肉”。
大廠“造芯”任重道遠(yuǎn)
從入局目的來看，現(xiàn)階段互聯(lián)網(wǎng)大廠造芯都有自己的“小算盤”，芯片“出口”方向精準(zhǔn)，都是為了自家業(yè)務(wù)而來。
海比研究院行業(yè)研究總監(jiān)宋濤認(rèn)為，現(xiàn)在國內(nèi)BAT等公司采用的“設(shè)計＋應(yīng)用”的芯片入局方式，對于現(xiàn)今芯片“卡脖子”的制造環(huán)節(jié)毫無貢獻，對于“芯片荒”只是起到了錦上添花的作用。
但是不排除這些科技巨頭在積累一定的經(jīng)驗人才后，進軍難度更大的芯片制造。
顯然，要實現(xiàn)這一點并不容易，業(yè)內(nèi)分析師認(rèn)為，“即便科技公司造芯在未來會左右傳統(tǒng)芯片廠的營收，但并非短期內(nèi)能實現(xiàn)。”
一方面，通用芯片的難度和自家業(yè)務(wù)上用的芯片研發(fā)難度并不在一個等級，造芯從來不是一蹴而就，靠的都是厚積薄發(fā)經(jīng)年之功。即使對于這些互聯(lián)網(wǎng)巨頭來說，仍然有很長的路要走。
放眼國際，從2010年第一款自主芯片到加載出今天的萬億帝國，蘋果用了10年；谷歌2018年涉足芯片加大投入，憑借高研發(fā)投入和技術(shù)積累，還在奮力追趕；三星的造芯之路開局“慘烈”，但是一步一個腳印，終在制成上超越制霸芯片行業(yè)20多年的英特爾。
另一方面，5G時代前夕的AI芯片機遇，數(shù)據(jù)在爆發(fā)式低增長，芯片行業(yè)這個蛋糕只會越來越大。
現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)巨頭的入局，僅僅是芯片行業(yè)的開始，而對于芯片生產(chǎn)來說，它只是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的其中重要一環(huán)。
有一點值得注意，從進入時間來看，在云端AI芯片領(lǐng)域，中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭與美國同行們幾乎是同時起步。
互聯(lián)網(wǎng)巨頭在屬于自己的垂直領(lǐng)域在做精細(xì)化深耕，這對中國芯片市場精細(xì)化分工打下了基礎(chǔ)。
同時，中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭有一個獨特優(yōu)勢就是，可以用于自家產(chǎn)品上快速進行市場驗證，并快速商業(yè)化。
在芯片國產(chǎn)化起步的階段，BAT等中國互聯(lián)網(wǎng)廠商的躬身入“芯”局，或許是一個小小的突破口，現(xiàn)階段國內(nèi)芯片制造還遠(yuǎn)未形成競爭格局，抱團取暖，尋求合作契機共同發(fā)展才是關(guān)鍵。
