
云计算时代行业变幻:国产处理器的通关与逆袭
最近华为被联发科、台积电等公司断供的新闻频见报端,中国企业研发的升级打怪之路,难度系数又增加了,芯片更是绕不开的一环。这是一场和所有人相关,却又被大多数人忽略的“科技革命”,如果要了解正在发生的这一切,我们需要先知道“芯片”到底是什么。
芯片行业大概分为两个子领域,一个是芯片的设计,一个是芯片的制造。大家熟悉的高通、联发科等公司属于前一个行业,台积电、光刻机等名词则属于第二个行业。当然也有一些企业两个都做得很好,比如现在的Intel和曾经的IBM。从商业到民族感情,芯片都是中国人绕不过去的一个坎。目前中国的芯片行业整体上处于国际第二梯队,要实现从制造业大国到制造业强国的梦想,自然要攻克芯片行业。
首先讨论芯片的制造问题。大家经常听说的光刻机、7纳米等名词,都是来自芯片制造行业。有些公司比如Intel,有自己的芯片生产线,自己设计自己生产。但是芯片制造是一个集合化学、半导体物理、光学等多种学科的复杂高端制造业,能搞定的公司并不多。于是衍生出了一些专门为别人生产芯片的公司,比如台积电,业界把这类公司叫做“代工厂“。当然这可不是普通的代工,而是办个签证要被层层把关的高端制造业。大家最熟悉的国产代工厂就是中芯国际了。中芯国际作为大陆代工行业的领头羊,一直在追赶国际一流企业。但是由于芯片的制造所需要积累的技术非常繁多,目前大陆的代工技术落后一流水平10-15年,而且短期内我们还看不到差距缩小的机会。
但是在芯片的设计领域,则是另外一番风景。大家熟悉的X86、ARM等名词是通用计算领域的架构名称,是一种处理器,属于芯片的设计领域(本文主要探讨处理器,不讨论模拟电路等)。过去,一款处理器要想发挥作用,需要有上层操作系统以及上层应用的配合,也就是大家常说的“软件生态“。一款处理器能不能得到大规模推广,软件生态非常重要。但是由于一些历史原因,Intel垄断了全部的个人电脑市场和大部分的服务器市场,ARM垄断了手机市场。只有少量公司,比如IBM和Oracle,凭借自身的一些优秀软件,能够分得一小部分市场。于是,国产处理器进入了”技术不够强->软件生态差->挣不到研发资金->技术更差“这样的死循环,几十年了也没有走出来。
但是,云计算的出现,给国产处理器带来了一丝曙光。云计算改变了软件开发者和芯片公司的关系,打破了过去二者之间微妙但不平等的平衡。云计算厂商的芯片也是采购的外部芯片,软件包含部分自研软件,也有开源软件和商业软件,然后云计算厂商把芯片和软件打包成服务的形式卖给客户。因此,云计算厂商的话语权上升了,甚至可以和Intel叫板了。在以前,一款小众处理器由于缺乏软件生态,几乎没有成功的机会。但是现在,只要云计算厂商原意做适配的工作,理论上小众芯片也可以获得商业成功的机会。而且云计算厂商考虑到自身的商业利益,打破Intel垄断。而且相对来说,芯片的设计难度比制造难度要低。而且也有ARM、RISC-V这样的开源或者商业授权可以用,不必从零开始研发芯片。目前在国产通用处理器领域,华为的鲲鹏系列、海光的x86处理器、天津飞腾,均是基于国外的授权。尽管技术上已经取得了一定的突破,但是商业上没有取得成功,尚未形成气候。云计算则为他们带来了新的机会。
除了传统硬件厂商,“互联网造芯”也成了新趋势。以阿里为例,前些年阿里收购了中天微,并且组建了阵容豪华的达摩院芯片团队,可以说进军芯片行业的决心很足。去年阿里发布了自己设计的含光800芯片,是一款人工智能推理芯片,属于加速器领域,不是通用处理器。由于人工智能加速器是近年来兴起的一个新的领域,目前市场还没有明确的趋势,因此现在可以说大家是站在同一个起跑线上。考虑到阿里内部有丰富的人工智能落地场景,因此可以有效地去验证芯片的功能和性能。如果加以利用,阿里可以说已经在人工智能芯片领域取得了一定的优势,含光800的性能已经证明了这一切。另外,阿里也在主推基于RISC-V开源硬件的嵌入式通用处理器。RISC-V是近年来非常火的开源硬件生态。阿里内部有非常多的可以用到RISC-V的场景。例如阿里的天猫精灵产品、城市大脑项目以及其他IoT项目,均有使用RISC-V替代其他芯片的潜力。要知道,很多芯片研发出来最大的问题是找不到场景、卖不掉、无法通过长期的技术迭代行程技术积累,然后被淘汰掉。但是对于阿里来说,这些不是问题。一个中型的业务场景,可能够一个芯片团队消化一年了。因此可以说,阿里的“芯“在技术上和商业模式上已经取得了一定的领先。
中国芯的起飞,互联网公司一定会有一席之地。