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(jī)廠商還是互聯(lián)網(wǎng)大廠,都接二連三的扎進(jìn)“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(qiáng)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(qiáng)芯片表現(xiàn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他芯片公司。
其實(shí),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(fèi)巨大,但為什么汽車、手機(jī)、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(jìn)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(jī)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(jī)AI時(shí)代;華為“昇騰”系列芯片出爐,標(biāo)志著華為正式進(jìn)軍AI處理器行業(yè);OPPO也明確進(jìn)軍半導(dǎo)體,打造自研芯片。
同時(shí)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(jì)服務(wù)器芯片,2019年更是在印度組建芯片團(tuán)隊(duì)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(shí)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(jìn)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(jìn)芯片的領(lǐng)域,展開競爭。
BAT們的對手不光有英偉達(dá)、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(gè)趨勢更加明顯,幾乎所有涉及云計(jì)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(gè)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(jì)算白皮書(2021年)》顯示,2020年我國云計(jì)算市場呈爆發(fā)式增長,整體規(guī)模達(dá)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(yùn)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(gè)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(jì)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(yùn)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(jì)算大廠投入芯片設(shè)計(jì),難道芯片設(shè)計(jì)就沒有門檻嗎?
事實(shí)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(jì)算大廠來說,有人有錢自然不用說,但大家其實(shí)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(gè)邏輯本身都不成立。
例如,蘋果公司每年出貨幾千萬臺手機(jī),這個(gè)是蘋果做手機(jī)SOC芯片的底氣,同時(shí)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(jì)算大廠們掌握了全球大部分的服務(wù)器的算力,這個(gè)數(shù)量足以激勵(lì)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(jì)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(gè)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(dá)到305.7億元,增長率更是高達(dá)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(dá)到785億元。
AI芯片是一個(gè)相對年輕的行業(yè)。與CPU行業(yè)相比,還沒有哪家公司獨(dú)占AI芯片的鰲頭。
這個(gè)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(jì)+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(xiàn),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(yàn)人才后,進(jìn)軍難度更大的芯片制造。
顯然,要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)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(shí)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(gè)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(gè)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(shí)代前夕的AI芯片機(jī)遇,數(shù)據(jù)在爆發(fā)式低增長,芯片行業(yè)這個(gè)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(diǎn)值得注意,從進(jìn)入時(shí)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(shí)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(shí),中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭有一個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢就是,可以用于自家產(chǎn)品上快速進(jìn)行市場驗(yàn)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(gè)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(tuán)取暖,尋求合作契機(jī)共同發(fā)展才是關(guān)鍵。