阿里、微软、Google、Facebook互联网巨子纷纭入局芯片
我们首先盘点一下互联网巨子近几年来在芯片领域的动作。
Google可谓是互联网公司在芯片领域走得最远的公司。2015年Google就开始在其数据中央中支配自己设计的深度学习加速芯片TPU卖力推理，在去年则是推出了第二代TPU可以兼顾深度学习推理和演习，并且还在手机Pixel 2中也支配了自己设计的IPU用以加速图像处理干系运用。此外，Google还把处理器架构领域的两大宗师David Patterson和John Hennessy招入麾下，未来可望在芯片领域有更多产出。
微软也不甘掉队，2014年在ISSCC上揭橥了自己设计的利用在Xbox Kinect 2中的ToF传感器芯片，之后在2016年又发布了自己设计的用在HoloLens中的HPU协处理器芯片，而在近日更是发布了Azure Sphere 物联网平台，个中包含了利用在MCU芯片中的Microsoft Pluton安全模块以担保物联网数据安全。第一款Azure Sphere芯片将会是联发科和微软互助推出的MT3620，个中就包含了Microsoft Pluton。
除了Google和微软外，Facebook也开始在芯片领域有所动作，在网站上贴出了ASIC和FPGA设计的干系职位招聘缘由。Facebook AI研究卖力人Yann LeCun也在twitter上跟帖表示这将会是一个和深度学习干系的芯片设计岗位，据业界预测Facebook正在招募工程师开拓和TPU类似的芯片以加速做事器端深度学习运用。
在中国，互联网巨子阿里先是宣告开始研发人工智能加速芯片Ali-NPU，其性能将是目前市情上主流CPU、GPU架构AI芯片的10倍，而制造本钱和功耗仅为一半，可以实现比传统GPU高40倍以上的性价比。之后，阿里高调宣告全资收购中天微系统，而该系统目前拥有中国独立知识产权的指令集，阿里此举据信是为了加强自己在物联网领域的布局。
互联网巨子纷纭布局芯片，意味着原有的半导体家政府势正在发生重大改变。最初，半导体行业作为高科技行业，其发展遵照摩尔定律的办法，每18个月工艺特色尺寸缩小，随着工艺制程的进化，同样的芯片的制造本钱会更低，由于单位面积晶体管数量提升导致相同的芯片所须要的面积缩小，其余芯片性能会随着工艺特色尺寸缩小而上升，于是半导体行业走在摩尔定律辅导下的周期性性能提升本钱降落的高速发展模式。由于其高技能高附加值的特点，芯片的毛利率很高，因此芯片设计公司可以通过把芯片出售给下贱企业，就能活得很滋润津润。
在半导体设计的黄金年代，“芯片设计”这四个字就意味着高技能和高利润率，芯片的原材料是砂子，却能卖出几十乃至上百美金的单价，因此成功的芯片一旦量产就像是开动了印钞机一样。为了增加出货量改进设计复用性，半导体公司每每青睐通用平台式芯片，例如Intel的处理器以及Qualcomm的SoC。
然而，随着摩尔定律越来越靠近物理极限，再连续缩小特色尺寸须要的成本量越来越大，换句话说随着特色尺寸缩小，芯片的本钱上升很快。芯片的本钱包括NRE本钱（Non-Recurring Engineering，指芯片设计和掩膜制作本钱，对付一块芯片而言这些本钱是一次性的）和制造本钱（即每块芯片制造的本钱）。在前辈工艺制程，由于工艺的繁芜性，NRE本钱非常高。例如FinFET工艺每每须要利用double patterning技能，而且金属层数可达15层之多，导致掩膜制作非常昂贵。
其余，繁芜工艺的设计规则也非常繁芜，工程师须要许多韶光去学习，这也增加了NRE本钱。对付由前辈制程制造的芯片，每块芯片的毛利率较利用掉队制程制造的芯片要高，但是高昂的NRE本钱意味着由前辈制程制作的芯片须要更多的销量才能实现真正盈利。
随着摩尔定律碰着瓶颈，靠工艺制程提升来匆匆进性能的本钱实在太高，因此须要更多根据运用做专用设计，靠架构设计来进一步提升性能，这也是“异构打算”的思路。在过去，半导体公司常日方向于推出平台式的产品，例如Intel的CPU，Qualcomm的Snapdragon等等，但是这样的通用平台在本日已经无法知足移动设备对付性能和能效比的需求，尤其是在AR／VR、终端人工智能等新兴运用中。
就在同时，我们看到了Facebook、Google、阿里等互联网巨子向硬件领域的进军。事实上，这也是互联网公司生态化发展到本日的一定：互联网公司之前一贯在搭建生态打劫流量入口，让用户可以更方便地利用自己的做事；这个入口过去是从PC，手机，到了本日PC、手机等传统入口已经没法知足高速发展的互联网巨子的胃口，因此巨子们都想到了搭建自己的硬件平台作为自己做事的入口。这样的硬件可以是AR／VR设备（如微软的HoloLens，Facebook的Oculus），可以是新型消费电子设备（如Google的Clip自动摄像机），也可以是进入智能制造和智能家庭的IoT终端节点。
当互联网巨子开始进入硬件市场时，会对半导体行业产生巨大的影响。首先，互联网巨子追求硬件能实现极致化的性能以实现差异化用户体验用来吸引用户。如前所述，目前摩尔定律碰着瓶颈，想要追求极致体验须要的是走异构打算自己定制化芯片的路子，光靠采购传统半导体厂商的芯片已经没法知足互联网巨子对付硬件的需求，至少在核心芯片部分是这样。因此，Facebook、Google、阿里等互联网巨子都是异构打算的积极推戴者，为了自己的硬件布局或操持设计芯片，或已经开始设计芯片。这么一来，原来是半导体公司下贱客户的互联网公司现在不需须要从半导体公司采购芯片了，这样的家当分工变革会引起行业巨变。
实在这样的高下游整合趋势从良久以前就已经在手机领域开始，几年前消费电子巨子苹果和华为已经开始从采购标准芯片到设计自己的SoC，前几年小米也逐渐开始做自己的SoC芯片，一旦Oppo，Vivo等手机巨子都跟风开始自己做核心芯片，高通的就会承受很大压力。而互联网巨子入局芯片，也可以理解为手机领域发生的故事也开始发生到了其他硬件领域，将对付高通以及其他传统半导体公司产生深远的影响。
其次，互联网巨子制造硬件的目的只是为了吸引用户进入自己的生态利用自己的做事，其终极盈利点并不在贩卖硬件上而是在增值做事上。因此，互联网巨子在为了自己的硬件设计芯片时可以不计本钱，基本不考虑cost-down。在传统半导体公司的眼力中，一块芯片本钱是10美元还是8美元可以是寰宇之别，但是在互联网公司的意见里这样的本钱差别根本不是事，性能怎么好就怎么来。
从另一个角度来说，一旦自己设计核心芯片的互联网公司进入同一个领域，那些靠采购半导体公司标准芯片搭硬件系统的公司的就完备没有竞争力了，无论是从售价还是性能，拥有自己核心芯片的互联网巨子都能履行降维打击。一旦这些硬件公司失落去竞争力，那么依赖于这些客户的半导体公司的生存空间又会进一步被压缩。
总而言之，互联网巨子进入芯片领域，首先处于性能考虑不再从半导体公司采购核心芯片，这冲击了传统行业分工，使传统芯片公司失落去了一类大客户；另一方面互联网巨子的生态式打法可以让自研硬件芯片不考虑本钱，这又冲击了那些从半导体公司采购芯片的传统硬件公司，从而进一步压缩了半导体公司的市场。在这两个浸染下，半导体芯片公司的传统经营模式必须发生改变才能追上新的潮流。
目前，半导体芯片领域的分工，大概可以分为定义、设计、设计定案、制造等几个环节。定义是指芯片顶层架构和指标的定义；设计是指详细的电路设计，包括数字RTL设计、仿照／稠浊旗子暗记电路设计等等；设计定案是指芯片设计终极确定并进入Fab决定开始制造光刻掩膜，意味着须要花费一笔掩膜开销；制造则是在Fab终极根据掩膜把芯片制造出来。
本日的半导体行业的分工，最为大家熟知的是Fabless模式，即芯片设计公司卖力定义、设计和设计定案，而制造则是在供应代工的Fab完成；三星、Intel等半导体巨子也会走包含从定义到制造所有环节的IDM模式；此外不少公司是稠浊Fabless和IDM，即有的产品走Fabless模式，而有的产品走IDM模式，例如Broadcom在CMOS芯片产品线走的是Fabless，而在射频前端模组产品线则是IDM模式有自己的Fab。在本日的半导体行业分工中，设计做事公司供应模块设计IP以及帮忙一些公司做设计，紧张起的是赞助浸染。
在互联网巨子入局半导体行业后，又涌现了一种新的模式，即互联网公司卖力定义芯片、完成小部分设计、并费钱完成设计定案流片（互联网公司不差钱！
），设计做事公司卖力大部分设计，而代工厂卖力芯片制造。这种新模式可以称为Designless-Fabless模式。历史上，半导体公司从传统的IDM走到Fabless模式，紧张是由于Fab开销过高，成为了半导体公司发展的包袱，而代工厂则供应了一个非常灵巧的选项。
本日，互联网公司入局半导体后走Designless-Fabless模式，把大量设计外包，则紧张是由于韶光本钱。互联网巨子做芯片，追求的除了极致性能之外，还有快速的上市韶光。对付他们来说，错过了圣诞节／双十一档期将会是灾害性的。如果要像传统半导体公司一样，须要从头开始培养自己的前端+后端设计团队，从头开始积累模块IP，恐怕第一块芯片上市要到数年之后。这样的节奏，是跟不上互联网公司的快速迭代节奏的。
那么如何实现高性能加快速上市呢？最佳方案便是这些巨子自己招募芯片架构设计团队做芯片定义，用有丰富履历的业界老兵来根据需求定制架构以知足性能需求，而详细的实现，包括物理版图设计乃至前端电路设计都可以交给设计做事公司去做。半导体芯片的一个主要特点便是细节非常主要，ESD、散热、IR Drop等一个小细节出错就可能导致芯片性能大打折扣无法达到需求。因此，如果把详细设计事情交给有丰富履历的设计做事公司，就可以大大减少细节出错的风险，从而减小芯片须要重新设计耽误上市韶光的风险。
事实上，我们已经在一些芯片中看到互联网巨子卖力芯片架构+设计做事公司供应IP／设计做事的模式了。一个例子便是微软利用在HoloLens中的HPU，个中微软设计了多核架构以加速AR打算，而每个核则是利用了Cadence的Tensilica IP。
不差钱的互联网公司以生态打法入局半导体行业，犹如野蛮人入侵，对付Fabless公司最头疼的设计定案流片用度人家互联网公司不差钱基本不在乎，那么半导体公司如何应对呢？该当说至少有三种方法，分别是转型做设计做事公司、做全栈公司和做IDM公司。
转型做设计做事公司的思路很大略，既然半导体公司拼不过不差钱的互联网公司，那么我们不如就做朋友吧。设计定案流片高用度高风险是目前半导体公司的心头之疼，那么我就不流片了，而是帮互联网公司做设计做事，这样我的风险和开销就小了很多。另一方面凭借半导体公司多年在半导体设计领域积累的履历去帮互联网公司做设计做事，能显著减小互联网公司专用芯片上市须要韶光和品质风险，这样一来大家皆大欢畅，实现了资源最优分配。不少半导体公司也把稳到了设计做事的潮流，并开始向设计做事靠拢。联发科前一阵高调公开设计做事业务，便是半导体公司转向的主要标志。
联发科是一家范例的靠高性价比走量来盈利的公司，靠播放机崭露锋芒，在山寨机时期走向辉煌，但是在摩尔定律碰着瓶颈半导体公司走向寡头化的本日，其利润率低落，一方面不敢利用高等制程担心风险太高，另一方面不该用高等制程则芯片性能缺少竞争力，只能在中低端领域靠低利润率走量为生。在摩尔定律碰着瓶颈的本日，流片本钱过高实在是许多传统半导体公司都面临的问题。如今联发科在设计做事业务发力，则无需担心流片的风险，只需供应高质量IP以及设计做事即可。在过去，联发科采纳的ASSP模式是开拓一颗IC可以卖给不同家客户，虽然一款设计可以做到量很大，但是所有客户都用一款芯片，没有差异化。而将来联发科供应的ASIC设计做事模式则是针对每个客户的不同需求定制IC，能供应较大的差异化。
在媒体采访中，联发科副总经理游人杰也表示联发科的ASIC设计做事业务可以和互联网巨子如BAT产生互补效应：BAT这样的客户对付不同的需求会有不同的芯片架构，因此这些客户普遍须要自己定制芯片，但是让这些客户自己去从头开始做一颗芯片花费的本钱和精力过大，也缺少履历。而联发科技多年来专精于芯片设计积累的履历，刚好可以跟这些客户互补。
第二种方法是做全栈公司，这种思路是Fabless半导体公司向互联网公司学习，也开始进入下贱市场，终极给客户供应的是软硬件都有的整体办理方案，用下贱增值做事的高利润率来补贴芯片设计和设计定案流片的高开销。目前在人工智能领域涌现了很多这样的全栈初创公司，例如地平线（在自动驾驶领域供应从算法到芯片的整体办理方案）、Novumind（在智能医疗领域供应从运用到芯片的整体办理方案）、云飞励天（在人脸识别领域供应从运用到芯片的整体办理方案）。此外，在区块链领域，比特大陆凭借其芯片和矿机的压倒性上风在区块链生态中也霸占了巨大话语权，也可以说是一种全栈的打法。
末了一种方法则是回到IDM模式，再次自己做Fab。这种做法看起来是重走老路，实在有合理之处。Fabless CMOS芯片设计，尤其是数字芯片设计的门槛并不高，开销却很大，因此看起来不差钱的互联网公司联合设计做事公司做Designless-Fabless是更合理的模式。另一方面，做射频前端器件等门槛很高的IDM公司反而不会被互联网公司威胁到，由于没有任何设计做事公司能做干系设计。而且这类IDM公司由于门槛高，以是元器件的毛利率可以做到很高，可以活得比较舒畅，这也是摩尔定律靠近瓶颈对付Skyworks，Qoorvo等IDM没有直接影响的缘故原由。未来或许我们会看到更多此类IDM涌现，当然IDM的模式也不会真的完备重走老路，而是在其运营模式上会有所改造以顺应时期。我们不妨拭目以待。
结语
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随着互联网厂商纷纭入局半导体芯片，传统半导体公司的商务模式将会碰着很大寻衅，须要有新的商务模式来迎合时期潮流。面对互联网公司Designless-Fabless模式的威胁，我们认为半导体公司可以转型做设计做事，可以做全栈公司从下贱获取更多利润，或者走IDM去做更高利润率的核心半导体元器件。互联网公司入局对付半导体行业未来走向的影响，让我们拭目以待。
