騰訊在研芯片曝光，定製芯片時代誰將獲利？_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID:icbank）原創，作者：杜芹，謝謝。

去年我們報道過，騰訊成立了一家新公司，發力AI芯片。時隔一年，其廬山真面目乍現。經過半導體行業觀察多方求證，我們瞭解到，目前騰訊有一個大概50人規模的團隊在做芯片，其AI芯片已經流片了。如今AI領域已經成為世界科技巨頭爭奪的制高點，各大雲廠商都已經陸續交出了自家的定製芯片，誠如百度的崑崙芯片、阿里含光、亞馬遜、谷歌、微軟等等，他們能有什麼壞心眼？他們純粹是為了得到更便宜或者是比第三方性能更好的芯片。隨着定製芯片愈演愈烈，除卻芯片廠商本身，誰還將從中獲利？

一場屬於雲廠商的盛宴

我們今天所知道的基於單元的ASIC業務誕生於20世紀80年代初，是由LSI Logic和VLSI技術等公司率先開創的。如今這一趨勢發展更加迅猛，定製芯片市場變得大眾化。突然之間，任何有遠見和合理預算的人都可以製造定製芯片。其結果是半導體技術在各種定製應用中無處不在，產品變得更小、更智能、更復雜。尤為代表的就是雲計算廠商們，現在幾乎全球所有的雲廠商都進入了造芯的行列，而且都在優先考慮定製設計。這是一場芯片界豪華的盛宴，一場屬於雲廠商獨饗的盛宴。

其實在國內BAT造芯行列，騰訊是相對落後的一員。國內如百度早在2010年就啓動了FPFA AI加速器項目，2018年發佈了崑崙芯片，如今其崑崙1已出貨2萬片，而且崑崙2也將在今年面世。鴻鵠芯片的表現也不斐，這兩年，搭載鴻鵠芯片的小度更是佔據了智能音箱出貨量的頭把交椅。

阿里巴巴雖然自2015年才開始與中天微合作開發雲芯片，但是阿里的造芯車輪卻走的飛快。收購中天微，將其與達摩院合併成為平頭哥半導體，先後交出玄鐵910和含光800芯片兩份答卷，打造端雲一體全棧產品系列。再者其投資的芯片企業也是涉獵廣泛，幾乎將AI芯片初創企業一網打盡。

關於騰訊，我們都知道，其投資了AI芯片公司燧原科技，而且已經連續投資了4輪，可見對燧原科技的看重。燧原科技的表現也着實不錯，它只用了18個月便完成了研發，並一次性流片成功，實現從0到1的突破，並且是原創芯片架構，原創指令集。其實阿里巴巴一開始也是先入股投資中天微，後來將其收購了，這點如果放到騰訊身上來看，騰訊收購燧原科技也不失為一個芯片自研的捷徑。

不過國內雲廠商造芯的策略在某些程度上還是在仿照亞馬遜等國外廠商的打法，讓我們再來看看國外這些雲廠商的芯片研發思路。

在國外雲廠商中，尤以亞馬遜走的最前列。亞馬遜在2015年收購了以色列的一家小型芯片設計商Annapurna Labs，自那時起，便開始了漫漫芯片長征路。來自Amazon和Annapurna Labs的工程師製造了Arm Graviton處理器和Amazon Inferentia芯片。其一開始研發的Graviton芯片最初僅在特殊情況下使用，但現在其已經可以與傳統上用於數據中心的英特爾芯片相媲美，這標誌着該行業的潛在轉折點。

如今，在邁向控制其關鍵技術組件的重要一步中，亞馬遜正在開發網絡芯片，為在網絡上傳送數據的硬件交換機提供動力。據説這些定製芯片可以幫助亞馬遜改善其內部基礎設施以及AWS，還可以幫助其解決自身基礎架構中的瓶頸和問題，特別是如果他們還定製構建在其上運行的軟件時。

微軟已經為Azure數據中心及其HoloLens耳機創建了芯片設計。最近其在以色列悄然開設了一個芯片開發中心，投入到網絡芯片等產品的研發。微軟在以色列開發的有趣產品之一是SmartNIC，它是一種智能網卡，可加快公司數據中心服務器中的數據傳輸速度。該卡本身可以承擔一些必要的任務，從而減輕了服務器中央處理單元的負擔。Microsoft當前使用Mellanox的SmartNIC產品。但是它的長期目標是用自己的產品替換那些產品。

Google於2016年宣佈了其首個定製機器學習芯片Tensor Processing Units（TPU）。Google目前正在提供第三代TPU作為雲服務。Google這些年越來越重視芯片，已聘請英特爾前高管Uri Frank來領導其定製芯片部門。定製芯片一直是Google構建高效計算系統戰略不可或缺的一部分。此外，設計定製服務器芯片將有助於谷歌雲與微軟Azure和AWS競爭。

這些科技巨頭自研芯片的這種趨勢在一定程度上反映出，目前的科技巨頭與過去的數據中心運營商有多麼不同。過去的數據中心運營商沒有資源投入數億美元設計自己的芯片。現在定製芯片的激增可以進一步降低先進計算產品的成本並引發創新，這對每個人都有利，不止他們自己，還有為之提供服務的廠商們。

他們造芯，誰將獲利？

雲廠商陸續加入定製化芯片開發這個新行列，將衍生出更多的業務需求。那麼，所有的ASIC資金將流向何方？這其中明顯的受益者就有芯片設計服務、EDA/IP需求、代工需求等等，尤其是那些耳熟能詳的知名大廠商，然而還有一些隱藏不被大家熟知的設計服務業的受益者。總而言之，處於這些需求賽道中廠商們都可能從定製芯片項目中獲利。

首先，這些造芯新進者缺乏半導體設計相關的積累，勢必會路生。因為芯片開發流程眾多，包括產品定義、前端電路設計、後端物理實現、製造工藝、封裝等多個環節，而且還常常需要組合多種不同功能的IP，使得設計難度進一步加大，並不是所有IC設計公司對這些技術都有深入的瞭解。於是就需要設計服務廠商的幫助。

在這其中，如博通、Marvell、聯發科、Socionext（富士通和松下的LSI業務組合）等提供設計服務的公司將成為明確的受益者。尤其是博通，據瞭解，國內外大多數知名的廠商都在使用博通的設計服務。博通在全球芯片設計服務方面都佔據很高的比例。

JP Morgan分析師Harlan Sur指出，博通不只協助設計芯片，也提供芯片生產、測試、封裝的關鍵知識產權。博通已經在網絡設備和無線芯片領域擁有大量業務，每年可能從谷歌和其他公司獲得高達10億美元的收入，用於製造運行服務器的定製芯片。博通一直默默協助Google TPU研發生產，據外媒報道，谷歌的第四代TPU芯片也已獲得博通的服務設計，並開始與Alphabet旗下的谷歌設計第五代處理器，該處理器將使用更小的5nm晶體管設計。

始於谷歌，博通現在也在幫助Facebook，微軟，Ericsson，諾基亞，阿里巴巴，SambaNova（斯坦福大學學者組建的初創公司）和其他大型公司提供了定製芯片，可用於多種用途。

Marvell的ASIC定製業務也越來越龐大。2019年5月，Marvell也宣佈與格芯已達成協議，將收購格芯專用集成電路（ASIC）業務Avera Semiconductor。據悉，該業務單元幫助芯片設計師研發全定製芯片中的半定製芯片。Marvell希望通過面向5G運營商，雲數據中心，企業和汽車應用的新5nm產品來撼動定製ASIC芯片市場。

另一方面，Marvell幾年來一直在銷售基於ARM技術的稱為ThunderX的芯片家族。在向微軟和其他公司銷售這種芯片數年之後，Marvell現在被要求為微軟定製一個版本，Sur相信，這是一款雲計算芯片。而且微軟正在與Marvell合作開發其下一代ThunderTh3（TSMC 7納米）項目。

聯發科早在2011年就開始提供ASIC設計服務，這幾年也加強了ASIC設計服務的業務。2018年初，聯發科正式宣佈大力拓展ASIC設計服務業務，服務對象主要面向系統廠商和IC設計公司。聯發科ASIC設計服務部門是一個獨立部門，據悉，其ASIC設計服務最先看好的就是向產業鏈上游芯片設計板塊滲透的互聯網巨頭們，而這些互聯網或終端巨頭引導着上游芯片業的走向，也佔據着產業鏈整體利潤的大頭兒。這些對於未來的IC設計服務業務來説，具有很大的吸引力。

創意電子（GUC）是一家客製化IC服務廠商，背靠第一大股東台積電，其封裝技術較為先進。創意電子獨特地結合先進技術、低功耗與內嵌式CPU設計能力，且搭配與台積公司(TSMC)以及各大封測公司密切合作的生產關鍵技術，適合應用於先進通訊、運算與消費性電子的ASIC設計。

世芯電子（Alchip）亦從事ASIC服務。據其官網介紹，世芯電子能專精、快速交付最先進的ASIC方案給客户，在16納米、12納米、7納米等節點製程技術上其皆是最快成功實現的業者，擁有可靠的實證紀錄。

科創板上市公司芯原微電子（上海）股份有限公司（芯原股份）是一家依託自主半導體IP，為客户提供平台化、全方位、一站式芯片定製服務和半導體IP授權服務的企業。據其官網介紹，芯原在圖形處理器、神經網絡處理器、視頻處理器等方向有豐富的IP組合。

摩爾精英（MooreElite）則為客户提供從芯片定義到產品實現的全流程設計服務，與多家IP供應商和十幾家晶圓代工廠緊密合作，為客户打造一個全面的設計雲平台，基於長期打磨驗證的設計流程和方法學，在邊緣AI、雲端大數據訓練、消費電子、工業系統、網絡計算SoC等不同應用領域有多年的技術積澱和可產品化的解決方案。

中國2000多家芯片公司，大多在摸着石頭過河，可以説，這是一個非常有潛力的市場，據Gartner參考文獻預測2020年ASIC市場將約為$ 27B。專注的高端ASIC供應商將帶來巨大的商機。

除了芯片設計服務，這些芯片廠商大多使用Arm的IP，ARM可通過使用其IP開發定製處理器來收取許可和特許權使用費收入。據Axios的一篇報道，谷歌正在研發一款處理器，該處理器將為其2021 Pixel 手機和未來的chromebook提供動力。這款代號為Whitechapel的處理器據稱擁有8顆ARM CPU內核，採用了三星的下一代5納米制造工藝，幷包含用於提高谷歌助手性能的專用電路。

定製芯片還要一些EDA/IP廠商來提供輔助性芯片設計服務，Cadence以及Synopsys毋庸置疑的可從中獲利。早在2018年，Cadence就與Google，Microsoft，Amazon合作開發基於雲的EDA工具，這些工具可以在雲中運行，並且可以提供高水平的峯值性能。Synopsys也與Google Cloud合作以廣泛擴展基於雲的功能驗證。

而所有這些芯片的設計開發，對代工廠來説也是一大好消息。諸如台積電和三星等芯片代工廠已經使從事定製芯片項目的科技公司能夠輕鬆訪問尖端的製造工藝。台積電已在生產谷歌的TPU和微軟的HPU等芯片。去年11月，據日經亞洲報道，台積電正在與Google和AMD合作開發一種新的芯片封裝技術3DFabric，該服務包含一系列3D硅堆疊和封裝技術。預計首批SoIC小芯片將在2022年投入量產。台積電希望向其主要客户提供其先進的後端服務。

台積電此舉當然不是在試圖取代傳統的芯片封裝廠商，而是旨在為金字塔頂端的那些高端客户提供服務，以便籠絡住財力雄厚的芯片開發商。當年台積電憑藉封裝服務拿下了蘋果的大單，直到現在，台積電的大部分芯片封裝收入仍來自蘋果。如今在雲計算任務比以往更加多樣化和苛刻的時代下，定製芯片對高端封裝的要求更高。如果能為谷歌、亞馬遜等這些廠商提供高端服務的話，或許將是另外一筆大收入。

結語

不止雲廠商，還有蘋果的M1芯片和特斯拉的FSD芯片等等，ASIC芯片已是大勢所趨。設計ASIC芯片需要大量的資金投入，並且需要頻繁更新以確保採用新技術和製造工藝。科技巨頭將為這項技術而戰，ASIC服務商們也不輕鬆。