谷歌嘅芯片布局

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

‍‍‍互联网巨头进军半导体行业早已唔系新鲜事，谷歌是这其中嘅一份子。

进入到2021年以后，谷歌喺芯片领域嘅消息开始唔断地出而家市场当度，呢其中唔仅包含‌推出自研嘅芯片，仲要包括‌对相关芯片企业进行收购以及宣布开源计划等。

从谷歌嘅呢啲布局上睇，相较于第啲互联网巨头，谷歌喺芯片领域嘅谋划似乎更具野心。

集贤：开疆拓土嘅第一步

谷歌进军芯片行业，要从其智能手机说起。

2016年，谷歌推出‌全新Android智能手机Pixel系列以取代原来嘅Nexus系列。从这两者嘅定位上睇，谷歌每一代Nexus手机都配置‌当时最新嘅硬件并能第一时间升级到最新Android系统，而采用代工生产嘅佢哋也捧红‌多家代工厂，由此，Nexus系列也被好多人视为是软件开发者程序员才会使用嘅手机。而谷歌之所以推出Pixel系列手机，都系为‌扭转市场对其手机业务嘅呢一印象。这也被视为是谷歌对其手机业务嘅一次重大调整。

为‌一面向大众而推出嘅Pixel系列手机，谷歌也喺他身上花‌唔少心思。其度，自研手机芯片便系佢们嘅发力点之一。为此，谷歌招揽‌大量嘅人才。

2017年，佢哋从苹果挖角‌多位芯片行业嘅人物，包括前苹果SoC芯片架构师 Manu Gulati、苹果芯片专家 John Bruno、Wonjae Choi 和Tayo Fadelu等，以及来自高通嘅Mainak Biswas，Vinod Chamarty和Shamik Ganguly等人。谷歌嘅呢啲动作似乎都喺度说明，谷歌正喺度为其 Pixel智能手机打造自有芯片而努力。

同样哋，谷歌作为一个互联网企业，他未来对于数据中心嘅需求也十分旺盛。尤其系喺新架构唔断涌现嘅今日，唔少互联网企业都喺度打造自己嘅数据中心，喺呢种趋势下，谷歌也希望喺这块领域加强其自研芯片嘅实力。

据外媒The Verge喺2019年嘅报道显示，谷歌还通过建立新嘅工程师团队来完善自己智能手机和数据中心嘅芯片设计，呢支团队致力于喺印度南部卡纳塔克邦首府班加罗尔一个初展头角嘅半导体工厂嘅项目。路透社则有报道话，谷歌喺班加罗尔至少招募‌16名技术老兵，仲有4名招聘人员专门从英特尔、高通、博通和英伟达等传统芯片公司挖人才。

谷歌广揽贤才嘅脚步没有停止。今年3月，谷歌还宣布公司已聘请英特尔长期高管乌里·弗兰克（Uri Frank）为副总裁来运营其定制芯片部门。

由此可见，谷歌已经开始喺芯片领域开疆拓土。

收购：自研芯片嘅速效方式

除咗招揽芯片人才外，谷歌也开始收购相关芯片企业来加强其自研芯片嘅实力。

2018年，谷歌宣布完成 11 亿美金对 HTC 智能手机Pixel团队嘅收购。根据协议，HTC 嘅移动设备部门嘅部分成员将加入谷歌硬件部门；谷歌也将通过这项协议获取 HTC 嘅部分非独家知识产权。

根据彭博社嘅报道话，喺收购HTC负责Pixel嘅团队后，谷歌喺自主芯片研发上嘅能力得到‌进一步嘅提升。谷歌嘅硬件主管喺接受采访时表示，自主研发嘅芯片将会喺未来嘅Pixel设备上出现。

喺今年当度，根据IEEE Spectrum喺一项调查中发现，谷歌已悄悄收购Provino Technologies，一家开发用于机器学习嘅片上网络（NoC）系统嘅初创公司。

根据相关报道显示，NoC 能够跨越同步和异步时钟域或者使用唔受时间约束嘅异步逻辑。NoC 将网络原理和方法用于芯片嘅通讯上，并畀传统嘅总线交互带来‌便利。NoC 相比于第啲设计嚟讲提高‌ 系统芯片嘅可扩展性及复杂系统芯片嘅功率。

谷歌收购NoC相关企业，或者能够帮助其TPU嘅发展，从而推动其喺云端AI芯片嘅发展。

唔剩只是手机

无论是广揽贤才还是收购，都系谷歌为发展芯片产业而进行嘅招兵买马。而真正要喺芯片领域立足，需要拥有可商用化嘅产品。

手机可以视作是谷歌进军芯片领域嘅一个突破口。谷歌拥有自己嘅手机品牌，同时，喺手机厂商都喺度积极进行自研手机芯片嘅趋势下，谷歌走向这条路也唔无道理，更何况佢哋还招揽以及收购‌这方面嘅人才和企业。

但从谷歌发布嘅产品来睇，佢哋从自研手机芯片嘅突破口唔系手机处理器芯片，而是手机协处理器。

喺2017年谷歌推出嘅Pixel 2上，佢哋也推出‌其第一粒自研手机芯片PIxel Visual Core，呢系一粒尚未激活嘅图像处理和机器学习协处理器。该芯片初而家谷歌两代PIxel系列手机当度，直到Pixel 4，该芯片才被Pixel Neural Core取代。

喺谷歌力图自研手机芯片嘅这几年，业界对其何时推出手机处理器芯片也产生‌期待。呢种期待也终于喺今年开花结果嘎啦。根据SlashGear报道话，谷歌嘅自研SoC芯片将会喺今年晚些时候出而家谷歌Pixel 6智能手机和另外一台设备上。据消息人士透露，谷歌自研嘅SoC代号为Whitechapel，由三星代工，采用最新嘅5nm制程工艺，拥有8粒核心。

除此之外，谷歌仲喺度喺2017年嘅Google Cloud Next 大会上，谷歌发布‌一款名为Titan嘅安全芯片。其度，Titan M是谷歌专门为智能手机安全而打造嘅一款芯片，呢粒芯片随后也被用喺‌Pixel 3/XL上。

智能手机作为现代实现交互功能嘅核心产品，其安全性越来越受到重视，为‌推广智能手机安全元件（Secure Element / SE），谷歌喺今年联合一众安全元件嘅厂商组成联盟 Android Ready SE Alliance，其目嘅就是加速这元件广泛应用到 Android 设备内嘅进程，同时也会开发开源套件和预制嘅applet。如果佢哋嘅呢种做法成为‌业界嘅共识，噉样，谷歌喺手机领域嘅影响力或能得到进一步嘅提升。

但从对Titan嘅定位上睇，该芯片旨喺用于 Google Cloud Platform（GCP）服务器上嘅产品，目嘅系保证其顾客代码和数据嘅安全性，可以防止窃听硬件和插入固件植入来攻击电脑。这也就是说，Titan系列芯片唔剩只可以用于手机。

另外，从谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊（Sundar Pichai）上年发表声明显示，公司将喺硬件方面投入大量资金，并为2021年制定完善嘅路线图。这引发‌一系列猜测，按照技术专家预测，谷歌将涉足SoC领域，并唔断发展自己嘅芯片，用于未来嘅Pixel和Chromebook。

结合谷歌发布嘅产品来睇，佢哋从手机芯片拓展到PC芯片嘅自研都系好有可能嘅。一方面是，佢哋嘅相关芯片已经喺手机上取得‌一定嘅市场认可；另一方面，有‌苹果M1芯片嘅例子，或者能够鼓励他喺成功试水手机SoC后，仲要会以Arm架构为基础向PC等领域做拓展。

除此之外，谷歌仲喺度针对视频芯片和汽车芯片进行‌布局。

根据今年4月嘅报道显示，为‌保证YouTube嘅观睇体验，谷歌还开发‌一款名为Argos嘅自定义芯片，该芯片旨喺保证YouTube能够畀用户提供最佳嘅视频质量。

而谷歌喺汽车领域嘅布局则主要是由其旗下 Waymo 嘅来完成嘅，根据韩媒报道话，三星电子最近拿到‌谷歌母公司Alphabet自动驾驶部门Waymo嘅一个项目，该项目会系下一代自动驾驶汽车研发芯片。

从边到云，谷歌一直喺布局

喺手机、PC和汽车上进行布局是谷歌喺终端产品上嘅新尝试，噉样佢喺云端领域上嘅发展则早就引起‌业界嘅注意。

当年AlphaGo打赢‌多名顶级围棋选手后，新一代嘅人工智能浪潮就受到‌业界嘅关注。根据相关报道话，AlphaGo背后嘅神秘力量正系谷歌嘅TPU芯片。

TPU是谷歌喺2015年推出嘅神经网络专用芯片，为优化自身嘅TensorFlow机器学习框架而打造，同GPU唔同，谷歌TPU系一种ASIC芯片方案，系一种专门定制嘅芯片。时至今日，谷歌嘅TPU已经迭代到‌第四代。根据谷歌方便透露嘅消息显示，其第四代TPU嘅平均性能比其第三代TPU高出2.7倍。

凭借TPU芯片嘅出色性能表现，也令到谷歌也成为‌专用AI芯片嘅代表玩家。而他所推出嘅呢种新架构，也为新一代嘅人工智能浪潮带来‌新嘅启发。

值得注意嘅系，谷歌还欲将其TPU应用喺EDA领域。根据谷歌发布嘅《芯片布局同深度强化学习》论文中显示，佢哋公布‌一种基于机器学习嘅芯片设计方法，声称可以将设计流程缩减到6个个钟头，而常规嘅芯片设计往往需要数周甚至更耐。相关报道话，利用云上资源，进行芯片验证，仲要可以大大加速芯片开发嘅时间。

而芯片设计上云，也正系目前半导体产业继续向前发展嘅趋势之一。就呢一点上来睇，虽然谷歌喺芯片领域嘅起步唔算早，但他似乎又跑喺‌前面。

唔仅咁，谷歌还将其TPU芯片逐渐带入到‌边缘端。为此，他喺2018年推出‌Google Edge TPU。根据谷歌云官网介绍显示，Edge TPU 系对Cloud TPU和Google Cloud服务嘅补充，提供端到端、云端到边缘、“硬件 + 软件”嘅基础架构，可协助客户部署基于 AI 嘅解决方案。

从云端，到边缘端和手机智能终端，谷歌围绕住AI芯片嘅布局越来越广。

开源：谷歌骨子入面嘅浪漫

我哋都知道，谷歌通过安卓开源取得‌非常巨大嘅成功。喺佢哋向芯片领域做拓展嘅过程度，佢哋也试图用开源嘅方式，来进入到呢个行业嘅发展中。

上年，谷歌嘅软件工程师Tim Ansell宣布‌同SkyWater合作嘅第一个可制造嘅、开源嘅PDK——SkyWater PDK。根据相关报道话，被选中嘅企业无需承担昂贵嘅制造费用，谷歌会系其提供完全免费嘅芯片制造流程。

据认识，呢是同类产品中嘅第一个开放源代码处理工具，使用此PDK，可以喺130nm节点嘅SkyWater晶圆厂生产芯片。

2021年，谷歌资助嘅呢个项目也得到‌落地。根据公开消息显示，SkyWater Technology和Efabless宣布由Google赞助嘅开源多项目晶圆（MPW）shuttles嘅首个流片，该shuttles由Efabless管理，由SkyWater制造。

如果开源PDK嘅模式取得‌成功，呢会降低企业进入半导体行业嘅门槛。

结语

从谷歌目前喺芯片行业嘅布局上睇，佢哋唔仅试图喺现有嘅睇得见嘅赛道（包括手机、汽车等领域）上进行竞争，仲喺度向“睇唔见”嘅更上游嘅芯片设计方面发展（包括他喺Cloud EDA、PDK等方面嘅动作）。

喺睇得见嘅领域上，谷歌所涉及嘅方向都正喺度经历行业重塑，而佢哋有机会从新嘅竞争当中赢得进入到芯片市场嘅机会。而喺睇唔见嘅领域当度，无论是PDK开源项目还是芯片设计上云，如果呢啲新嘅模式被业界所接受，噉样，谷歌将注定喺芯片行业嘅发展史中留下浓墨重彩嘅一笔。

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