近日，福特公司宣布位于密歇根州的 Flat Rock 装配厂因全球半导体短缺问题将停产，缺“芯”荒愈演愈烈。与此同时，793名员工仅16人大学学历的黄山芯微电子公司创业板IPO申请获深交所受理，造“芯”潮沸沸扬扬。据了解，芯微电子前身是黄山电器。黄山电器于2019年摇身一变，开始专注于功率半导体芯片、器件及材料研发、生产和销售。
由于国家政策的支持、全球缺“芯”的现状以及新兴产业的推动，原本并不热门的芯片行业顿时成为市场上的风口，给大众一种悄无声息而一鸣惊人的感觉（对芯片为什么突然火起来感兴趣的朋友，推荐浏览往期推文《IC行业的风口还能火多久》）。受益于芯片行业的火爆，芯片自研也随之成为一股新风潮，不少非主营芯片业务的互联网企业、制造业巨头纷纷拓展业务，跨行加入造“芯”大军。
01 盘点那些自研芯片的互联网大厂
1. 百度昆仑芯
早在2011年，为了深度学习运算的需要，百度就已经开始布局AI芯片领域，基于FPGA研发AI加速器，并同期开始使用GPU。随后，百度成立智能芯片及架构部，即昆仑芯科技前身。
2018年7月4日，百度推出我国首款云端全功能AI芯片即昆仑芯1代。该芯片具有高效率、低成本、易使用三大特点，能实现AI算法全场景覆盖。
2021年3月，昆仑芯完成独立融资，6月顺利完成分拆，成立昆仑芯（北京）科技有效公司，估值130亿元。
2021年8月18日，百度宣布第二代昆仑芯片——昆仑芯2正式量产。昆仑芯2采用7nm制程，搭载自研的第二代 XPU 架构，相比第一代性能提升2-3倍，并且已经与多款国产通用处理器和多款操作系统完成了端到端的适配。
来自昆仑芯科技官网
2. 阿里平头哥
2017年10月11日，阿里宣布成立达摩研究院，着眼布局芯片领域。
2018年4月，达摩院宣布开始切入造芯事业，同时全资收购杭州中天微系统有限公司。
2018年9月19日，阿里巴巴首席技术官张建锋在云栖大会上宣布成立一家独立运营的芯片公司，即平头哥半导体有限公司。
2019年7月25日，平头哥发布公司成立后产生第一个成果，即基于RISC-V的处理器IP核玄铁910。玄铁910支持16核，单核性能达到7.1 Coremark/MHz，主频达到2.5GHz。
2019年9月25日，平头哥发布首颗数据中心芯片含光800。含光800是一颗高性能人工智能推理芯片，基于12nm工艺，集成170亿晶体管，性能峰值算力达820 TOPS。在业界标准的ResNet-50测试中，推理性能达到78563 IPS，能效比达500 IPS/W。
2021年10月，平头哥发布旗下首颗Arm服务器芯片倚天710。倚天710由平头哥自主设计研发，采用5nm工艺，单芯片容纳600亿晶体管；在芯片架构上，基于最新的ARMv9架构，内含128核CPU，主频最高达到3.2GHz。具备高性能、高能效、高带宽等特点，性能业界领先。
来自平头哥官网
3. 腾讯
2018年，腾讯领投上海AI芯片公司燧原科技。
2020年3月，腾讯成立深圳宝安湾腾讯与计算有限公司，其中一项业务就是集成电路设计与研发。
2021年11月3日，在腾讯数字生态大会上，腾讯高级执行副总裁透露腾讯有着长期的芯片研发的规划和投入，同时披露了腾讯自研的三款芯片，即AI推理芯片“紫霄”、视频转码芯片“沧海”、智能网卡芯片“玄灵”，其中“紫霄”已经流片成功。
除BAT（即百度、阿里巴巴、腾讯）外，字节跳动、中国移动等企业也都已经开始组建研发团队，致力于芯片自研，但总体发展目前要落后于BAT，这里不过多介绍。另外不仅是中国，美国的亚马逊、谷歌等主流互联网也很早就开始尝试自研芯片。亚马逊的自研芯片已经使用在了其云服务AWS中，未来预期还将推出针对物联网和智能设备（Alexa）端的芯片；而谷歌的芯片则同样是用在了云端（AI加速芯片TPU）和智能设备（Pixel手机中的自研芯片）中。
02 智能化时代，产业促使自研芯片
百度创始人、董事长李彦宏曾表示：“市场上现有的解决方案和技术不能满足其对AI算力的要求是百度决定自己研发芯片的原因。”
腾讯云与智慧产业事业群COO兼腾讯云总裁邱跃鹏曾透露：“腾讯云正在朝着海量算力、实时分析、极致传输三个方向，不断夯实技术基础，而芯片是产业互联网最核心的基础设施。面向AI计算、视频处理、高性能网络这三个存在强烈需求的场景，腾讯进行了芯片研发。”
随着智能化时代来临，5G、人工智能、物联网、自动驾驶、工业互联网等领域已成为行业风口。芯片作为其核心硬件，需求量与技术要求都在不断增加。而互联网公司要想在这些新兴领域取得突破，单靠目前的软件及商业运营等“软”科技是远远不够的，必须着手“硬”科技，研发具有强大的高性能芯片作为硬件支撑，来实现软硬一体化。虽然传统芯片设计公司可以给互联网公司提供芯片技术支持，但随着应用场景的复杂化，很难满足芯片设计的独特需求。另外，互联网公司也不愿意将自己的场景需求直接分享给设计公司，因为其中涉及到很多机密。因此，出于差异化竞争与供应链安全等因素，互联网公司选择跨界自研芯片，结合系统和软件打造专属生态。
03 跨界自研芯片的挑战与优势
除了互联网公司，一些手机厂商甚至是传统家电公司，也都加入造“芯”大军。难道是因为自研芯片比较简单，所以百家争鸣，百花齐放，都想来试试？
显然不是。芯片是典型高投入、周期长、技术难度高的行业。首先是研发成本，包括IP授权费用、EDA工具授权费用、多次流片费用，至少需要数亿元的成本投入。其次周期长，一款芯片的前端和后端设计要耗时1-3年，设计完成后的流片环节需要3-6个月，并且会面临流片失败的风险，即使流片成功，仍需要经过3-12个月的测试调优，才能实现最终量产。最后是技术要求高，需要很多掌握核心技术能力的高端人才，而目前人才市场上芯片从业者仍然是供不应求的状态。而目前互联网公司的成功，主要还是得益于商业运营上的成功，与硬核科技并无太大关系。互联网公司自研芯片，在技术层面来说几乎是白手起家，绝对是一种大胆的跨界尝试。
但与此同时，互联网大厂也有一些跨界的优势。首先就是资金方面，大厂不缺钱，所以在研发投入与人才招聘方面并无任何担忧。据了解，阿里平头哥应届秋招IC岗位在成都开出了50W+的天价，这薪资估计也只能大厂开得起。其次是需求量上，大厂掌握了大部分服务器的算力，对芯片的需求量足够大，大到足以激励其研发自己的服务器芯片，即自研自销。比如阿里自研的云芯片倚天710，被誉为业界性能最强的ARM服务器芯片，性能超过业界标杆20%，但该芯片并不对外出售，主要是供阿里云自用。另外大厂造云端AI芯片是有其独特的资源优势，如百度拥有数亿用户规模的产品百度搜索，以及服务各个行业的百度智能云等，都为百度昆仑芯的发展提供了场景历练的机会与优势，阿里的含光、腾讯的紫霄也是如此。
04 跨界自研芯片的挑战与优势
2021年，中国最大的进口商品是什么呢？不是石油，不是铁矿，而是芯片。
作为中国人，我们为这些大厂在短短十年或者更短时间内实现芯片自研而感到自豪。同时我们也得认清现实，不能盲目乐观。虽然目前互联网大厂造“芯”潮轰轰烈烈，所造的芯片确实性能处于领先水平，但其实只停留在“设计+应用”层面，造的都是专用芯片，在制造层面主要还是代工。据文渊智库创始人介绍，这种芯片既无法缓解缺“芯”荒，也难以突破中国芯片产业在关键领域的卡脖子问题。不过这是一个好的开端，跨界自研芯片，说明国人在大胆尝试，努力探索。要想完全攻克“卡脖子”难题，还需要科技人员长期坚持，不断拼搏。
最后用爱国诗人屈原的一句诗作为结尾——路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
作者：孟渊
原文链接：处芯积律
更多IC设计技术干货请关注IC设计技术专栏。
