腾讯在研芯片曝光，定制芯片时代谁将获利？

转载：本文来自微信公众号“半导体行业观察”（ID:icbank），作者：杜芹DQ，转载经授权发布。

上年我哋报道过，腾讯成立‌一家新公司，发力AI芯片。时隔一年，其庐山真面目乍现。经过半导体行业观察多方求证，我哋认识到，目前腾讯有一个大概50人规模嘅团队在做芯片，其AI芯片已经流片‌。而家AI领域已经成为世界科技巨头争夺嘅制高点，各大云厂商都已经陆续交出‌自家嘅定制芯片，诚如百度嘅昆仑芯片、阿里含光、亚马逊、谷歌、微软等等，佢哋能有乜嘢坏心眼？佢哋纯粹是为‌得到更便宜或者是比第三方性能更好嘅芯片。随住定制芯片愈演愈烈，除却芯片厂商本身，谁还将从中获利？ 

一场属于云厂商嘅盛宴

我哋今日所知道嘅基于单元嘅ASIC业务诞生于20世纪80年代初，是由LSI Logic和VLSI技术等公司率先开创嘅。而家呢一趋势发展更加迅猛，定制芯片市场变得大众化。突然之间，任何有远见和合理预算嘅人都可以制造定制芯片。其结果是半导体技术在各种定制应用中无处不在，产品变得更小、更智能、更复杂。尤为代表嘅就是云计算厂商们，而家几乎全球所有嘅云厂商都进入‌造芯嘅行列，而且都喺度优先考虑定制设计。这系一场芯片界豪华嘅盛宴，一场属于云厂商独飨嘅盛宴。 

其实喺国内BAT造芯行列，腾讯是相对落后嘅一员。国内如百度早在2010年就启动‌FPFA AI加速器项目，2018年发布‌昆仑芯片，而家其昆仑1已出货2万片，而且昆仑2也将喺今年面世。鸿鹄芯片嘅表现也不斐，呢两年，搭载鸿鹄芯片嘅小度更是占据‌智能音箱出货量嘅头将交椅。 

阿里巴巴虽然自2015年才开始同中天微合作开发云芯片，但是阿里嘅造芯车轮却走嘅飞快。收购中天微，将其同达摩院合并成为平头哥半导体，先后交出玄铁910和含光800芯片两份答卷，打造端云一体全栈产品系列。再者其投资嘅芯片企业都系涉猎广泛，几乎将AI芯片初创企业一网打尽。 

关于腾讯，我哋都知道，其投资‌AI芯片公司燧原科技，而且已经连续投资‌4轮，可见对燧原科技嘅睇重。燧原科技嘅表现也住实唔错，佢只用‌18个月便完成‌研发，并一次性流片成功，实现从0到1嘅突破，并且是原创芯片架构，原创指令集。其实阿里巴巴一开始都系先入股投资中天微，后来将其收购嘎啦，呢点如果放到腾讯身上来睇，腾讯收购燧原科技也不失为一个芯片自研嘅捷径。 

不过国内云厂商造芯嘅策略在某啲程度上还系喺仿照亚马逊等国外厂商嘅打法，让我哋再来睇睇国外呢啲云厂商嘅芯片研发思路。 

喺国外云厂商度，尤以亚马逊走嘅最前列。亚马逊在2015年收购‌以色列嘅一家小型芯片设计商Annapurna Labs，自那时起，便开始‌漫漫芯片长征路。来自Amazon和Annapurna Labs嘅工程师制造‌Arm Graviton处理器和Amazon Inferentia芯片。其一开始研发嘅Graviton芯片最初仅在特殊情况下使用，但而家其已经可以同传统上用于数据中心嘅英特尔芯片相媲美，呢标志住该行业嘅潜在转折点。 

而家，喺迈向控制其关键技术组件嘅重要一步度，亚马逊正喺度开发网络芯片，为在网络上传送数据嘅硬件交换机提供动力。据说呢啲定制芯片可以帮助亚马逊改善其内部基础设施以及AWS，仲要可以帮助其解决自身基础架构中嘅瓶颈和问题，特别是如果佢哋还定制构建在其上运行嘅软件时。 

微软已经为Azure数据中心及其HoloLens耳机创建‌芯片设计。最近其在以色列悄然开设‌一个芯片开发中心，投入到网络芯片等产品嘅研发。微软在以色列开发嘅有趣产品之一是SmartNIC，佢系一种智能网卡，可加快公司数据中心服务器中嘅数据传输速度。该卡本身可以承担一啲必要嘅任务，从而减轻‌服务器中央处理单元嘅负担。Microsoft家阵时使用Mellanox嘅SmartNIC产品。但是佢嘅长期目标是用自己嘅产品替换嗰啲产品。 

Google于2016年宣布‌其首个定制机器学习芯片Tensor Processing Units（TPU）。Google目前正喺度提供第三代TPU作为云服务。Google呢啲年越来越重视芯片，已聘请英特尔前高管Uri Frank来领导其定制芯片部门。定制芯片一直是Google构建高效计算系统战略不可或缺嘅一部分。此外，设计定制服务器芯片将有助于谷歌云同微软Azure和AWS竞争。 

呢啲科技巨头自研芯片嘅呢种趋势喺一定程度上反映出，目前嘅科技巨头同过去嘅数据中心运营商有多么不同。过去嘅数据中心运营商没有资源投入数亿美元设计自己嘅芯片。而家定制芯片嘅激增可以进一步降低先进计算产品嘅成本并引发创新，呢对每个人都有利，不止佢哋自己，仲有为之提供服务嘅厂商们。 

佢哋造芯，谁将获利？

云厂商陆续加入定制化芯片开发呢个新行列，将衍生出更多嘅业务需求。那么，所有嘅ASIC资金将流向何方？这其中明显嘅受益者就有芯片设计服务、EDA/IP需求、代工需求等等，尤其系嗰啲耳熟能详嘅知名大厂商，但係仲有一啲隐藏不被大家熟知嘅设计服务业嘅受益者。总而言之，处于呢啲需求赛道中厂商们都可能从定制芯片项目中获利。 

首先，呢啲造芯新进者缺乏半导体设计相关嘅积累，势必会路生。因为芯片开发流程众多，包括产品定义、前端电路设计、后端物理实现、制造工艺、封装等多个环节，而且还常常需要组合多种不同功能嘅IP，令到设计难度进一步加大，并唔系所有IC设计公司对呢啲技术都有深入嘅认识。于是就需要设计服务厂商嘅帮助。 

在这其度，如博通、Marvell、联发科、Socionext（富士通和松下嘅LSI业务组合）等提供设计服务嘅公司将成为明确嘅受益者。尤其系博通，据认识，国内外大多数知名嘅厂商都喺度使用博通嘅设计服务。博通在全球芯片设计服务方面都占据好高嘅比例。 

JP Morgan分析师Harlan Sur指出，博通不只协助设计芯片，也提供芯片生产、测试、封装嘅关键知识产权。博通已经在网络设备和无线芯片领域拥有大量业务，每年可能从谷歌和第啲公司获得高达10亿美元嘅收入，用于制造运行服务器嘅定制芯片。博通一直默默协助Google TPU研发生产，据外媒报道，谷歌嘅第四代TPU芯片也已获得博通嘅服务设计，并开始同Alphabet旗下嘅谷歌设计第五代处理器，该处理器将使用更小嘅5nm晶体管设计。 

始于谷歌，博通而家也喺度帮助Facebook，微软，Ericsson，诺基亚，阿里巴巴，SambaNova（斯坦福大学学者组建嘅初创公司）和第啲大型公司提供‌定制芯片，可用于多种用途。 

Marvell嘅ASIC定制业务也越来越庞大。2019年5月，Marvell也宣布同格芯已达成协议，将收购格芯专用集成电路（ASIC）业务Avera Semiconductor。据悉，该业务单元帮助芯片设计师研发全定制芯片中嘅半定制芯片。Marvell希望通过面向5G运营商，云数据中心，企业和汽车应用嘅新5nm产品来撼动定制ASIC芯片市场。 

另一方面，Marvell几年来一直在销售基于ARM技术嘅称为ThunderX嘅芯片家族。喺向微软和第啲公司销售呢种芯片几年之后，Marvell而家被要求为微软定制一个版本，Sur相信，呢系一款云计算芯片。而且微软正喺度同Marvell合作开发其下一代ThunderTh3（TSMC 7纳米）项目。 

联发科早在2011年就开始提供ASIC设计服务，呢几年也加强‌ASIC设计服务嘅业务。2018年初，联发科正式宣布大力拓展ASIC设计服务业务，服务对象主要面向系统厂商和IC设计公司。联发科ASIC设计服务部门系一个独立部门，据悉，其ASIC设计服务最先睇好嘅就是向产业链上游芯片设计板块渗透嘅互联网巨头们，而呢啲互联网或终端巨头引导住上游芯片业嘅走向，也占据住产业链整体利润嘅大头儿。呢啲对于未来嘅IC设计服务业务嚟讲，具有好大嘅吸引力。 

创意电子（GUC）系一家客制化IC服务厂商，背靠第一大股东台积电，其封装技术较为先进。创意电子独特地结合先进技术、低功耗同内嵌式CPU设计能力，且搭配同台积公司(TSMC)以及各大封测公司密切合作嘅生产关键技术，适合应用于先进通讯、运算同消费性电子嘅ASIC设计。 

世芯电子（Alchip）亦从事ASIC服务。据其官网介绍，世芯电子能专精、快速交付最先进嘅ASIC方案畀客户，喺16纳米、12纳米、7纳米等节点制程技术上其皆是最快成功实现嘅业者，拥有可靠嘅实证纪录。 

科创板上市公司芯原微电子（上海）股份有限公司（芯原股份）系一家依托自主半导体IP，为客户提供平台化、全方位、一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务嘅企业。据其官网介绍，芯原在图形处理器、神经网络处理器、视频处理器等方向有丰富嘅IP组合。 

摩尔精英（MooreElite）则为客户提供从芯片定义到产品实现嘅全流程设计服务，同多家IP供应商和十几家晶圆代工厂紧密合作，为客户打造一个全面嘅设计云平台，基于长期打磨验证嘅设计流程和方法学，喺边缘AI、云端大数据训练、消费电子、工业系统、网络计算SoC等不同应用领域有多年嘅技术积淀和可产品化嘅解决方案。 

中国2000多家芯片公司，大多在摸住石头过河，可以说，呢系一个非常有潜力嘅市场，据Gartner参考文献预测2020年ASIC市场将约为$ 27B。专注嘅高端ASIC供应商将带来巨大嘅商机。 

除咗芯片设计服务，呢啲芯片厂商大多使用Arm嘅IP，ARM可通过使用其IP开发定制处理器来收取许可和特许权使用费收入。据Axios嘅一篇报道，谷歌正喺度研发一款处理器，该处理器会系其2021 Pixel 手机和未来嘅chromebook提供动力。这款代号为Whitechapel嘅处理器据称拥有8粒ARM CPU内核，采用‌三星嘅下一代5纳米制造工艺，并包含用于提高谷歌助手性能嘅专用电路。 

定制芯片还要一啲EDA/IP厂商来提供辅助性芯片设计服务，Cadence以及Synopsys毋庸置疑嘅可从中获利。早在2018年，Cadence就同Google，Microsoft，Amazon合作开发基于云嘅EDA工具，呢啲工具可以在云中运行，并且可以提供高水平嘅峰值性能。Synopsys也同Google Cloud合作以广泛扩展基于云嘅功能验证。 

而所有呢啲芯片嘅设计开发，对代工厂嚟讲也系一大好消息。诸如台积电和三星等芯片代工厂已经使从事定制芯片项目嘅科技公司能够轻松访问尖端嘅制造工艺。台积电已在生产谷歌嘅TPU和微软嘅HPU等芯片。上年11月，据日经亚洲报道，台积电正喺度同Google和AMD合作开发一种新嘅芯片封装技术3DFabric，该服务包含一系列3D硅堆叠和封装技术。预计首批SoIC小芯片将喺2022年投入量产。台积电希望向佢主要客户提供其先进嘅后端服务。 

台积电此举当然唔系在试图取代传统嘅芯片封装厂商，而是旨在为金字塔顶端嘅嗰啲高端客户提供服务，以便笼络住财力雄厚嘅芯片开发商。当年台积电凭借封装服务拿下‌苹果嘅大单，直到而家，台积电嘅大部分芯片封装收入仍来自苹果。而家在云计算任务比以往更加多样化和苛刻嘅时代下，定制芯片对高端封装嘅要求更高。如果能为谷歌、亚马逊等呢啲厂商提供高端服务嘅话，或者将是另外一笔大收入。 

结语

不止云厂商，仲有苹果嘅M1芯片和特斯拉嘅FSD芯片等等，ASIC芯片已是大势所趋。设计ASIC芯片需要大量嘅资金投入，并且需要频繁更新以确保采用新技术和制造工艺。科技巨头会系这项技术而战，ASIC服务商们也不轻松。