自研芯片，始于流片终于何处？

大厂自研芯片不是新鲜事。

苹果被认为开启了自研芯片的潮流，随后越来越多高科技公司都在走这条路，科技公司们不再将自研范围限定在手机芯片，他们还开始涉足高性能计算芯片。思科、谷歌等厂商的新型自研芯片相继公开。亚马逊、Meta、微软和特斯拉等其他公司也有兴趣开发自己的 AI HPC 芯片。

不过在芯片市场不太乐观的 2022 年，自研芯片的风刮得不再那么大。自 2022 年第三季度以来，系统设备供应商在自研芯片的努力似乎一直处于停滞状态，但最近他们又恢复了「加速轨道」。

总的来说，自研芯片的厂商主要分为三股势力，手机大厂、服务器大厂、汽车大厂。虽然属于不同「帮派」，但入场的逻辑都很相似：降低成本，提高效率。然而，自研芯片的新闻两年以来层出不穷，市场看到有人留下有人归于无声。毕竟，有钱只是自研芯片的入场资格，自研芯片成功需要的比想象的更多。

自研芯片的三股势力

可以看到自研芯片的入局者大多是科技大厂，这其中有两个原因：第一，研发芯片是一件很贵的事，小厂玩不起；第二，自研芯片几乎只能自用，自身要有足够的市场。当然这两个原因，也可以揉成一个，即资金充裕。

开自研芯片之先河的「苹果派」

苹果可以说是自研芯片最早的科技大厂。乔布斯认为，想把软件做好就要做好「软硬一体」。追求完美的苹果明白，只要核心芯片需要买，就意味着不能按照自己的节奏打造产品。

在 2008 年苹果推出了第一款自研芯片 A4，自此苹果开始扩展自研芯片的版图。从手机到电脑，在自研芯片的加持下，苹果获得持续的硬件底层进化，并强化自身的生态优势。自研芯片除了带来性能提升、更完善的生态系统外，它还给苹果带来更好的经济利益。根据机构估计，2020 年苹果推出首款自研电脑芯片之后，年内为苹果总共节省 25 亿美元的成本，并进一步提升苹果的竞争力，并让苹果握有产品创新节奏的话语权。

看到苹果自研芯片的成绩，以苹果为代表的消费电子大厂（特别是手机大厂），也都开始自研芯片。

「圈地自萌」的服务器派

除了消费电子厂商，服务器厂商们是另一派自研芯片势力。

对于服务器厂商来说，如果希望针对所有可能的工作负载彻底变革计算的性价比，还需要彻底重新思考实例。为了实现这个目标，需要深入底层技术直达芯片。

2015 年，亚马逊以 3.5 亿美元收购以色列芯片公司 Annapurna labs，为其云基础设施设计开发定制芯片，亚马逊自此成为第一批自研服务器芯片的云服务厂商代表。2018 年，亚马逊发布了第一代 Amazon Graviton 处理器，该处理器最大时钟频率达到 2.3GHz，能够节省 45% 的成本；2020 年，亚马逊发布了第二代自研处理器 Graviton2，这款采用台积电 7nm 制程工艺的处理器，提供的计算核心是前代产品的 4 倍，计算性能则是前代产品的 7 倍；2021 年 12 月，采用 5nm 工艺的 Graviton3 正式发布，性能比 Graviton2 提升 25%。

在第一代 Graviton 发布的同年，谷歌宣布开放 TPU 云服务，允许企业用户租用 TPU 板卡；2021 年，谷歌招募英特尔老将 Uri Frank 设计服务器芯片，希望在底层技术研发之路上走得更远。不过谷歌的自研服务器芯片尚未商用，据 The Information 报道，该芯片预计在 2024 年下半年量产，2025 年会装机。国内方面，阿里也已经发布服务器芯片倚天 710，不过还没有消息表明该芯片已经大量部署。

服务器派虽然都是明星大厂，但自研芯片大规模部署的仍是凤毛麟角，这再一次证明了自研芯片这条路不好走。

「半路杀出」的汽车派

如果说「苹果派」、「服务器派」是科班出身的自研芯片代表，新加入的「汽车派」是造芯届的一匹黑马。汽车派造芯的出发点相对来说更加纯粹，买不到就自己造。Gartner 的报告显示，由于芯片短缺以及汽车电气化、自动驾驶等趋势，全球前十大汽车制造商中的半数将自行设计芯片。

在中国也已经有一大批车企开始自研、自造芯片。2005 年，比亚迪就开始布局 IGBT 功率芯片产业。2008 年，比亚迪收购宁波中纬半导体，获得了生产 IGBT 芯片的能力。2009 年，比亚迪推出 IGBT 1.0 芯片。2021 年，比亚迪推出 IGBT 6.0 芯片，其车规级 IGBT 产量仅次于英飞凌，位居全球第二。同样以功率芯片切入芯片领域的还有东风，吉利，理想汽车等。

除了功率芯片，还有一部分车企选择更高算力的智能座舱芯片、自动驾驶芯片等。新能源汽车代表特斯拉算是其中已有成果的代表，特斯拉的智能驾驶功能经历了从 Autopilot 1.0 到 Autopilot 2.0、再到 FSD（Full-Self Driving）的迭代升级，其硬件系统也从 Hardware 1.0 逐步升级至 Hardware 3.0。然而汽车派中也只有一个特斯拉的自研芯片算得上「能打」，整个汽车应用的算力芯片市场仍被主流厂商如英伟达、高通掌握。

造芯片的次元壁，无论承不承认都在那里，无法强攻。

自研芯片的逻辑

三股势力布局芯片的共同目的都是性价比，进一步修炼则是更高的自主权。

对于苹果来说通过布局苹果体系的芯片，降低了成本，同时掌握了推出产品节奏。如果苹果打算更频繁地升级笔记本电脑，它不需要再同供应商沟通处理器细节，只需要芯片部门给出产品即可。随着台积电准备在美国建立芯片生产，或许未来苹果的处理器供应会更加稳定。

对于服务器厂商来说，自研芯片并不能马上替换全部外采芯片，但增加了议价权。同时，自研的处理器大规模部署后，其在能耗方面的性价比会极大地提高。而对于汽车公司更多的是保证供应链安全，能出货就是最大的性价比。但芯片投资周期长，见效慢，在汽车厂和汽车芯片厂都在扩建的情况下，谁先解决出货问题还不可知。

性价比还驱动着包括腾讯、YouTube、字节和快手的互联网大厂摩拳擦掌。这些公司都在投入音视频云处理专用芯片，追求在更高压缩率、更小带宽下传输内容。对于这些大厂，一年的带宽支出占比近 10%，有了专用芯片帮忙可以省不少钱。

当然所谓省钱，还是要当业务量大到一定程度后，自研的专用芯片就是性价比才能体现出来。毕竟，造芯片的成本不是一般的高，特别是一些用到先进制程的芯片。7nm 工艺芯片流片一次需要 3000 万美元，5nm 的流片成本更是达到 4725 万美元，就这还没有计入前期购买芯片 IP 的成本、购买芯片设计软件 EDA 的成本、动辄百万年薪的芯片设计人才的工资成本等等一系列投入。对造芯来说，多少的投入，都不够多。

因此在造芯片上，能依靠产品的庞大出货量覆盖研发 CPU 等通用芯片的成本的科技公司有希望修成正果。而对缺乏终端产品的互联网公司来说，虽然有钱，但造芯片更像是「省着花钱」，自研芯片能否带给它们想要的结果，仍未可知。

自研芯片的结局

自研芯片并非一条坦途，倒在自研芯片路上的例子也不少。

三星在 2015 年首次推出猫鼬 M1 架构，并在部分旗舰手机 GalaxyS7 和 Note7 中采用，希望追赶苹果的 A 系列 SoC。猫鼬架构一路迭代到了 M5，但性能一直落后于高通和苹果，最终在 2019 年被彻底放弃。2022 年小米的松果电子宣布放弃自研 AP 项目，选择把重心放在蓝牙、射频芯片等研发门槛较低的周边零件部门。即使是已经在自研芯片领域颇有成绩的苹果，在自研 5G 基带芯片上也一再推迟，始终需要依赖高通的供货。

即使芯片造出来了，要面对的问题也很多。以服务器自研芯片为例，对于服务器厂商来说，仅仅自研服务器芯片是不够的。它还必须开发配套的软件，使其自研芯片在实际应用中能发挥出比英特尔和 AMD x86 芯片更好的性能。这样云计算客户才可能愿意转用使用定制自研芯片驱动的服务。更何况，在服务器芯片这条赛道上，也不只是服务器大厂在追赶，还有一部分初创公司正在发力。

成功的自研芯片结局自然是如苹果一样，实现高度的独立，压缩成本。人人都期待未来自己能和通用芯片设计公司硬碰硬，但事实证明在每个芯片赛道实现领先的只有一两家企业。在越来越拥挤的芯片市场上，用尽全力也未必能得到一个好结果，何况分出精力造芯的科技大厂们。

无敌是寂寞的，所以江湖上只有一个苹果。要耐得住寂寞，才能看到结果。造芯不易，且造且珍惜。