互联网大厂都在造甚么芯片？

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来源：远川钻研所


后疫情时期，不造两颗芯片似乎都欠好意思叫大厂。比来，字节和快手也参加了造芯群聊。
字节的芯片团队划出了办事器芯片、AI芯片、视频云芯片三大类。快手公布了视频云办事品牌StreamLake，推出云端智能视频处置SoC芯片SL200。据其民间引见，这款芯片视频紧缩速率是“世界上最快的”。
钞才能大厂的参加间接推高了芯片设计人材的薪酬待遇，去年，百度的3个芯片相干人材被截胡，据HR部门透露，缘故是“他们给的太多了”。
想方设法转行的集成电路专业先生，忽然发现本人成了大厂香饽饽。这让吃瓜群泛滥少有些猝不迭防，硬科技的大旗怎么说扛就扛了？
01  大厂都在造甚么芯？
对于大厂造芯这件事，首先要明白两个根本事实：
1.互联网公司造芯片是件很正常的事，不只中国公司造，谷歌和亚马逊也造。
2.不外，互联网公司造的芯片，跟解决“卡脖子”问题没有太大瓜葛。
早在2013年，谷歌就开始研发用于AI场景的TPU芯片，解决公司外部日趋宏大运算需要与本钱问题[1]。
过后，谷歌旗下曾经有图象搜寻、谷歌照片、云视觉API、谷歌翻译等和AI挂钩的业务，在这之后又收购了出名AI独角兽企业DeepMind，要撑持这么多产品和办事，数据核心的算力恐怕得再翻一倍。
2017年的乌镇围棋峰会，强化版AlphaGo2.0以碾压式劣势三比零全胜，对弈完结后柯洁放声痛哭，靠的就是TPU芯片。
亚马逊也在2013年推出了Nitro1芯片，一样是办事本身业务。时至今日，亚马逊曾经坐拥网络芯片、办事器芯片和人工智能机器学习芯片三条产品线，8年捣腾出9颗芯。



亚马逊历年自研芯片
几年后，这股造芯热传递到国际，大厂陆续参加群聊。
2017年，百度和老牌半导体公司赛灵思协作了一款XPU芯片，并在此根底上自研了云端全功用AI芯片“昆仑”。
昆仑1经由三星代工胜利量产，在百度搜寻引擎及云计算上曾经部署了两万片。2021年，智能芯片及架构部门干脆被拆分出来独立融资，估值130个亿，同时昆仑2进入量产。
阿里巴巴则全资收购了中天微（具有大陆独一自主嵌入式CPU IP Core），把它和达摩院芯片团队合并，成立全资子公司“平头哥半导体”。
目前平头哥共有玄铁（处置器IP）、羽阵（RFID芯片）、倚天（ARM办事器芯片）和含光（高机能AI推理芯片）四个产品系列。据称玄铁系列处置器出货量已超20亿，超过200家企业在用。
腾讯去年一口吻公布了AI推理芯片“紫霄”、视频转码芯片“桑田”、智能网卡芯片“玄灵”三款产品。还前后入股了国产DRAM厂商长鑫贮存、DPU独角兽云豹智能、芯片新秀光舟半导体等，还高薪收假造芯人材。
抛开大厂在产业链上的投资，单纯看自研芯片，它们的特征十分类似：大部份都是通用性不高的公用芯片。
举例来讲，所谓通用芯片，如英伟达的GPU，能够胜任游戏、渲染、AI、挖矿等多个场景；而公用芯片大多仅用于某个十分细分的场景，好比世纪初曾降生过一类名为PPU（Physics processing Unit）的芯片，独立于CPU和GPU以外，专门处置3D游戏中对物理成果的摹拟。



2005年的Ageia PPU
平头哥自研的“含光800”就专门办事于淘宝的按图辨认商品的功用“拍立淘”，5分钟就可以实现10亿张“拍立淘”商品图的辨认，而传统的GPU处置需求1小时。
好比淘宝的按图辨认商品功用“拍立淘”，这是阿里决战购物节的宝贝之一。用上平头哥的AI推理公用芯片“含光800”后，5分钟就可以实现10亿张“拍立淘”商品图的辨认，而传统的GPU处置却需求1小时。
简略来讲，公用芯片就义了通用性，强化了某一特定功用。英伟达做芯片的时分，既要办事谷歌、亚马逊，也要办事特斯拉和蔚来，还要斟酌泛博游戏玩家和矿老板，这就是“通用性”。
而放在公用芯片上，研发AI推理芯片，不会斟酌做AI训练这个场景。阿里给淘宝业务做芯片，也不会斟酌拼多多用着顺不伏手。
因为极度专精，公用芯片的技术门坎相对于无限。在设计这一环上，用在边沿侧、还有终真个得多芯片，干脆采取ARM和RISC-V等精简架构，指令集都是开源的；而一些公用性对比强的芯片，乃至彻底能够采取自研架构。
所以，互联网公司自研芯片，最大的目的偏偏是他们目前正在做的事件：降本增效。
02  仍是为了省钱
往年4月，谷歌公布了自研视频处置芯片Argos VCU，交换掉了数千万个英特尔CPU，一举为谷歌节俭了200亿人民币的资本开支。亚马逊经过自研芯片处置Alexa语音助手的运算，胜利代替了英伟达的芯片，升高了30%的本钱。
自有芯片推出一年时间内，亚马逊云办事全年提价次数超过9次，胜利带动上游客户一块降本增效。
所以，性价比才是大厂造芯的第一能源。好比，腾讯的“玄灵”就是把虚构化这类不过重要的功用，让自研的公用芯片处置，那末本钱更高的CPU就能腾出精神，处置更首要的事件。
腾讯、字节和快手都在投入音视频云处置公用芯片，寻求在更低压缩率、更小带宽下传输内容，要知道大厂们的带宽收入终年占比近10%，快手的带宽量级曾经接近上百TB[3]，有了公用芯片帮助能够省不少钱。
简略来讲，在流媒体播放、语音辨认等特定场景中，能够用CPU/GPU这种通用芯片处置，代价就是效力不高、本钱不低。因此，当业务量大到一定水平后，自研的公用芯片就是性价比更好的选择了。
在独立自主语境下，言论期待大厂们和高通/AMD这种通用芯片设计公司硬碰硬，但这其实不合乎商业逻辑。
即使是苹果这样的公司，他们研发M1芯片的时分，也是从一些细分场景动手，好比凸起剪辑、视频处置等特定场景上的更强表示，以及和macOS的适配，而不是全方位“吊打英特尔”。
虽然苹果宣称新的M1芯片比较此前的处置器机能无数倍晋升，但芯片刚问世时，MacBook Pro只要低配版采取了M1芯片；高配版依然搭载英特尔i5-1038NG7处置器，而且价钱贵很多。在Mac mini上也相似，其高配版仍在使用第八代的英特尔六核i5处置器。
以苹果的体量，尚且要避开锋铓差别化竞争，螳臂当车的结果可想而知。
小米已经高调进入SoC的开发，外界盛传，小米重注压宝的手机SoC磅礴S2在屡次流片试产后以失败告终，激进估量烧掉了三亿人民币的研发费用。
另外一个典型的失败案例是三星，2015年，三星初次推出猫鼬M1架构，并在部份旗舰手机GalaxyS7和Note7中采取，矛头直指苹果的A系列SoC。
猫鼬架构一路迭代到了M5，但机能始终后进于高通和苹果，终究在2019年被完全保持。


三星的Exynos芯片
国际绝大少数的芯片设计公司，开展战略都是瞄准一个细分场景，从通用性不高的芯片开始做，好比壁仞科技、天数智芯、沐曦等国际初创GPU企业，大多都绕道瞄准B端\G端数据核心的GPGPU需要，砍掉了数据核心里其实不需求的图形处置功用，在一些垂直畛域足够和巨头杀几个往返了。
对这些公司来讲，从公用芯片做起是一条更实际的门路，一下去就高举高打，在通用场景里和巨头硬碰硬其实不理智。事实上，英伟达的GPU一开始也是游戏场景里的公用芯片，而后扩展到了AI、虚构货泉等场景。
互联网公司确实颇有钱，但造芯片的花消更大，先进制程芯片尤甚。
7nm工艺芯片流片一次需求3000万美元，5nm的流片本钱更是达到4725万美元，就这尚无计入后期购买芯片IP的本钱、购买芯片设计软件EDA的本钱、动辄百万年薪的芯片设计人材的工资本钱等等一系列投入。
对造芯来讲，一年花一个亿，只够在老手村练级。
通常状况下，只要苹果、华为这样的公司，能依托产品的宏大出货量掩盖研发CPU等通用芯片的本钱。而对不足终端产品的互联网公司来讲，再财大气粗，恐怕也算不清通用芯片这笔越滚越大的账。
03  没那末厉害
研发一款芯片其实不难，难的是研发一款面向消费市场的高利润芯片，这不只需求技术的冲破，还需求终端产品的配合，对应的软件生态，长时间的资本投入。
比来几年，芯片自主的热心绝后低落。弄虚作假，过来十多年里国际半导体产业有不小的提高，但奉献其实不来自互联网新贵，而是那些积攒已久的产业老兵。
最典型的是海思，它的成立乃至早于华为的智能机业务。Ascend D系列初次搭载海思的四核手机处置器芯片K3V2，因体验太差网友骂成一片，听说盛怒的任正非曾当着泛滥高管的面，把这款手机砸在余承东脸上。
海思造芯的条件则是，华为具有撑持高额研发费用和试错本钱的经营商业务，它在华为的支出构造中终年占比超过40%。
DRAM畛域，合肥长鑫在2019年量产国产DDR4内存芯片，在应答“卡脖子”这件事上意义严重。兆易翻新则是寰球前三、中国第一的NOR FLASH企业，紫光展锐同样成为了高通、联发科之后寰球第三大主流手机SoC解决计划商。
而在芯片封测环节，长电科技在2016年收购了新加坡的星科金朋，一举成为寰球第三的封测厂，拿下了高通、联发科、英特尔、博通等等国内大厂的定单。另外一家公司富瀚微完成了对AMD封测厂的收购，帮忙国产企业完成了在7nm CPU以及GPU高端芯片封测的冲破。
高危险、高投入、长周期是半导体行业的铁律，每个环节都壁垒极深，这显然不是习气了高举高打、疾速扩大的互联网公司可以顺应的。
但是，当芯片设计套上了独立自主的语境，互联网大厂反而成了声浪最大的，俨然硬科技的带头大哥。
所以，针对大厂造芯这件事，仍是得从两方面对待：
一方面，绝大少数公司的自研芯片，实质上是基于新场景的翻新。好比大范围的虚构化需要、AI需要，视频图片编解码需要。这类翻新虽然离“吊打英特尔”差了十万八千里，但为行业积攒人材贮备，再不济让苦了十几年的芯片工程师拿拿大厂期权，也是坏事。
同时，半导体是个高度分工与高度寰球化的行业，要求互联网公司去和全世界顶级的芯片设计公司硬碰硬，让他们去完成CPU等通用芯片的自主可控，显然也不是理想的。
无论是字节、阿里、仍是快手，都没有本人的终端产品，他们靠甚么掩盖芯片的研发的本钱呢？这不合乎商业逻辑。
但另外一方面，做了几个相对于边沿的芯片就大吹特吹，也真实是没须要。
假如真想在硬科技上有所建树，是否应该先想一想，高薪招进来的芯片工程师，是报告请示给技术部门，仍是报告请示给公关部门？


参考材料
[1] 起底谷歌TPU的开展史，智货色
[2] 8年推出9颗芯，亚马逊AWS自揭造芯秘籍，芯货色
[3] 快手字节的“造芯”静止，一点财经
[4] 互联网造芯：涨薪50%抢人，应届生拿下BAT三家offer，tech星球
[5] Fabless，赢家通吃的2021，半导体行业视察
[6] 一文读懂平头哥四款开源玄铁RISC-V处置器，半导体芯闻
编纂：李墨天
视觉设计：疏睿
责任编纂：李墨天
钻研反对：刘芮