為什么技術(shù)巨頭都開(kāi)始自研芯片了？

幾乎每過(guò)一個(gè)月，主流科技公司推出的定制芯片項(xiàng)目數(shù)量都會(huì)增加。究竟是什么推動(dòng)了這個(gè)趨勢(shì)產(chǎn)生？誰(shuí)將從中受益最多？讓我們來(lái)談一下我們的一些想法。 

哪些科技公司有定制芯片項(xiàng)目

正如“紐約時(shí)報(bào)”的一篇文章所指出的那樣《紐約時(shí)報(bào)：亞馬遜的自研芯片計(jì)劃威脅英特爾》，亞馬遜網(wǎng)站于11月在其AWS re：Invent大會(huì)上對(duì)外公布了已知的定制芯片項(xiàng)目列表。在那里，該公司展示了Graviton，一種基于ARM微體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)器CPU，它將為AWS的新云計(jì)算實(shí)例提供支持。同時(shí)，它還推出了一個(gè)用于云計(jì)算實(shí)例的ASIC 產(chǎn)品Inferentia，這個(gè)新芯片能夠處理推理，或者運(yùn)行訓(xùn)練有素的AI模型來(lái)對(duì)抗現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)和內(nèi)容。

這兩個(gè)項(xiàng)目都來(lái)自亞馬遜2015年購(gòu)買(mǎi)的的Annapurna。迄今為止，Annapurna已經(jīng)為寬帶網(wǎng)關(guān)，Wi-Fi路由器和文件服務(wù)器推出了片上系統(tǒng)（SoC），為這些設(shè)備提供新的動(dòng)力來(lái)源，同時(shí)也發(fā)展了用于AWS服務(wù)器的高速以太網(wǎng)芯片，讓AWS的服務(wù)器可從CPU卸載網(wǎng)絡(luò)功能。

Apple則是一家目前正在進(jìn)行最多定制芯片工作的技術(shù)巨頭，它開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品包括為其大部分硬件產(chǎn)品線提供動(dòng)力的SoC，以及用于AirPods和無(wú)線Beats耳機(jī)的藍(lán)牙芯片，以及指紋傳感器，Mac協(xié)處理器和顯示定時(shí)控制器芯片等。另外，該公司還開(kāi)發(fā)了其SoC使用的CPU內(nèi)核，GPU以及圖像和AI協(xié)處理器。他們現(xiàn)在也正在加緊開(kāi)發(fā)定制電源管理芯片。據(jù)報(bào)道，Apple還正在開(kāi)發(fā)一款可替代英特爾CPU的Mac處理器。

Alphabet / Google則針對(duì)公共云計(jì)算單元推出了一款稱為T(mén)ensor Processing Units或TPU的 ASIC。據(jù)介紹，這款芯片可用于依靠流行的TensorFlow機(jī)器學(xué)習(xí)框架訓(xùn)練或執(zhí)行AI模型的推理。此外，該公司還開(kāi)發(fā)了一款用于Pixel手機(jī)的圖像協(xié)處理器Pixel Visual Core，為手機(jī)的高級(jí)相機(jī)功能提供動(dòng)力。

微軟則為其HoloLens耳機(jī)（稱為Holographic Processing Unit或HPU）創(chuàng)建了一個(gè)協(xié)處理器，用于處理HoloLens傳感器提供的信息。據(jù)透露，他們正在開(kāi)發(fā)包含AI協(xié)處理器的第二代版本。中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里巴巴也正在開(kāi)發(fā)推理芯片，它希望將其推廣到從云服務(wù)器到自動(dòng)駕駛汽車(chē)再到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

特斯拉也在開(kāi)發(fā)第三代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，該系統(tǒng)將由特斯拉官方的定制處理器提供動(dòng)力。4月份，彭博社報(bào)道稱，F(xiàn)acebook也已經(jīng)開(kāi)始建立一個(gè)旨在處理定制芯片工作的團(tuán)隊(duì)。

產(chǎn)生這種趨勢(shì)背后的原因是什么？

幾種不同的趨勢(shì)推動(dòng)了近期科技公司開(kāi)發(fā)芯片以推動(dòng)其自身產(chǎn)品和服務(wù)的激增。當(dāng)中包括：

1、通用CPU通常不適用于處理機(jī)器學(xué)習(xí)算法和處理圖像等任務(wù)。在某些情況下，公司可能會(huì)決定從第三方提供的GPU或FPGA（例如，Nvidia或Xilinx）獲得支持。在其他人看來(lái)，他們可能會(huì)認(rèn)為定制芯片是最佳選擇。

2、其中一些任務(wù)占智能手機(jī)，服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等硬件處理工作的很大一部分，因此開(kāi)發(fā)專用芯片來(lái)應(yīng)對(duì)這些任務(wù)的需求也在增長(zhǎng)。

3、類似臺(tái)積電和三星等芯片合約制造商（代工廠）讓定制芯片項(xiàng)目的科技公司可以輕松獲得尖端的制造工藝。與此同時(shí)，ARM和其他公司提供的IP使定制芯片設(shè)計(jì)更容易。

4、硬件制造商和云服務(wù)提供商在差異化產(chǎn)品方面所面臨的壓力依然激烈，定制芯片往往為資金雄厚的科技巨頭提供了這樣做的途徑。此外，相對(duì)于第三方產(chǎn)品，這些定義產(chǎn)品有時(shí)還可以節(jié)省芯片相關(guān)的成本。

誰(shuí)將受益（除了芯片開(kāi)發(fā)人員）？

投資者沒(méi)有一種簡(jiǎn)單的方法可以理解這種趨勢(shì)，因?yàn)樵S多公司在實(shí)現(xiàn)這一趨勢(shì)方面起著關(guān)鍵的 作用，但其收入只占定制芯片項(xiàng)目的一小部分。但話說(shuō)回來(lái)，有一些明確的受益者。

臺(tái)積電是迄今為止全球最大的代工廠，已經(jīng)完成了大量生產(chǎn)Apple定制芯片的業(yè)務(wù)，并且還生產(chǎn)谷歌的TPU和微軟的HPU等芯片。與此同時(shí)，Broadcom被認(rèn)為與谷歌共同開(kāi)發(fā)了TPU系列，并且該公司已經(jīng)談到了多個(gè)定制AI 芯片ASIC項(xiàng)目的工作，Broadcom也可能是亞馬遜或阿里巴巴項(xiàng)目的合作伙伴。

另外，由日本SoftBank收購(gòu)的Arm，通過(guò)對(duì)外授權(quán)其更多IP開(kāi)發(fā)定制處理器來(lái)獲取更多的許可和版稅收入。定制芯片項(xiàng)目還為Cadence Design Systems（CDNS - Get Report和Synopsys等公司帶來(lái)更多業(yè)務(wù)，這些公司為芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供硬件，軟件和IP。