从华为芯片被断供开始,“造芯”一词在网络上的热度变得越来越高,只要有国内企业传出造芯的消息,往往会吸引较高的关注。一方面是大家对国内企业造芯的期盼,另一方面是在芯片高端制造领域,我们被国外技术卡脖子的现实。

最近,有网友发现在腾讯官网的招聘信息中,出现了许多有关芯片研发的职位,例如芯片底层软件高级工程师、高性能渲染芯片软硬件资深架构师、芯片设计工程师等。对于腾讯入局芯片行业,网友们也在期待像腾讯这样的互联网巨头企业,能给国内芯片行业带来更多改变。

不只是腾讯,有的互联网巨头早早就意识到芯片自主对企业长远发展的重要性,已在芯片研发领域耕耘数年,逐渐形成了自己的产品体系,那它们分别都取得那些成果?在回答这些问题之前,我们不妨先聊聊一个现实状况,我们为什么期待国内互联网巨头造芯?

我们为何期待国内互联网巨头造芯?

芯片领域的研究主体,大致可以分成三大类,包括政府的各类研究院和国家实验室、高校和企业,其中企业的出发点与政府机构和高校不同,由于受到所在行业和企业业务发展的影响,企业更注重自己所在领域内的芯片研究,保证自身业务或产品在市场上的竞争力。而政府和高校的出发点更多是国家未来产业布局、高新科学技术投资、高新技术发展和技术与人才储备等,简而言之,即企业的芯片研究更容易“看得见”,更容易与其它公司的产品进行比较。

受市场因数影响,互联网企业造芯往往更具有目的性,更注重应用领域和基础科学研究的双向结合,例如百度根据自身业务发展推出的昆仑芯片,就是为了满足自己云业务和搜索业务发展的需要。芯片领域也与其它领域不同,需要大量人才和资金技术的投入,举个简单的例子,光是芯片设计完成后交由代工厂试生产的流片环节,就需要以亿为单位的费用支出,流片过程中发现问题修改后还需要再流片,直至符合各类设计和生产指标。

能够承担大量风险和大笔研发费用的企业并不多,而我们之所以期待国内互联网巨头们造芯,是因为它们已在本行业内有了足够的积累,在人才吸引、技术储备和资金投入上都更有优势,相比其它企业,更能承担长期大规模资金技术投入的风险。另一方面,国内许多互联网头部企业,依靠国内市场红利不断茁壮成长,我们也希望它们发展壮大的同时,能够承担更多责任,肩负起部分芯片发展的重任。

腾讯为何要造芯?

其实关于腾讯“造芯”的表述不够贴切,从腾讯招募的岗位来看,主要集中在芯片设计领域,而非芯片制造环节。

关于腾讯造芯的消息,腾讯相关人士回应称,“基于一些业务发展的需要,腾讯在特定领域有一些芯片研发的尝试,比如AI加速和视频编解码等,而并非外界认为的通用芯片”。在腾讯招聘的“芯片底层软件高级工程师”的工作要求中也有说明,需要熟悉ARM嵌入式开发和视频编解码算法。

根据腾讯2020年财报显示,收费增值服务账户数同比增长22%,在长视频领域,视频付费会员数达到1．23亿,在广告收入方面,网络广告业务2020年的收入同比增长20%,达到人民币823亿元。除了社交外,内容和广告业务已成为腾讯未来发展的关键,包括金融、游戏、工业互联网和AI领域,越来越离不开强大的云计算,这或许是腾讯入局芯片领域的初衷。

腾讯在芯片领域的尝试,是许多国人的期盼,作为目前国内市值最高的互联网企业,腾讯在行业影响力、人才吸引了和资金上都极具优势。AI加速和视频编码芯片相较于通用芯片,在综合技术难度上没那么高,腾讯先从AI加速和视频编解码入手,主要对应自己的内容和云业务,从实际情况出发,逐步掌握自己的核心技术。

国内互联网企业的造芯成果

除了我们熟知的华为和紫光展锐外,有的互联网企业也开展了自己的芯片项目。

百度的起步

百度作为国内搜索领域的巨头,从2011年起基于FPGA研发AI加速器,2018年正式推出国内首款云端全功能AI芯片“百度昆仑”,为深度学习、机器学习和边缘计算而设计,适用于大规模语音识别、自然语言处理、机器视觉等领域,正是百度搜索和无人驾驶技术的需要。到2021年下半年,百度还将量产第二代昆仑芯片,进一步提升计算能力。

阿里巴巴的平头哥半导体生态

另一大互联网巨头阿里巴巴,在2019年9月19日成立的平头哥半导体有限公司,是阿里巴巴的全资半导体业务主体。“平头哥”一名的由来,取自为“世界上最无畏的动物”蜜罐,包括平头哥半导体的Logo,都带有蜜罐的元素,寓意着从无到有的无畏、不服输精神。

平头哥半导体的产品包括含光800高性能人工智能推理芯片和多款玄铁处理器IP,其中含光800集成170亿晶体管,性能峰值算力达到820 TOPS,主要应用在云计算、电商智能搜索和电商营销三大领域,契合阿里巴巴的电商业务和阿里云服务两大关键点。

其次是玄铁处理器IP,目前有玄铁8系列和玄铁9系列共15款产品,以IP授权的形式提供给需要的厂商。根据平头哥半导体官方信息,截止2020年,玄铁CPU架构的芯片出货量达到20亿颗,应用于计算机视觉、工业互联网、网络通信、智能家居和生物识别等领域。

今年年初时,平头哥半导体宣布,安卓10系统成功在玄铁910芯片上流畅运行,玄铁910芯片基于RISC-V指令集,是安卓系统移植到RISC-V芯片的一次重要尝试。与我们日常生活所接触的安卓+ARM处理器不同,平头哥半导体的这次尝试,至少证明了安卓+RISC-V处理器的可行性,在未来的国产技术替代的进程中,或能够减少ARM授权的影响,打造国产的RISC-V生态。

小米的“我心澎湃”

作为互联网手机厂商的小米,虽然成立时间并不算长,但也积极投身于芯片设计领域。2017年,小米正式发布自己的首款芯片澎湃S1,这款八核心28纳米的处理器随着小米5C一起发布,主攻中低端手机市场。

在澎湃S1发布的四年后,小米并没有再带来一款新的SOC(系统级)芯片,而是发布澎湃C1专业影像芯片(ISP)。从澎湃S1发布后,关于小米新处理器的传闻一直有很多,雷军曾表示澎湃芯片自研工作遇到巨大困难,但计划仍在继续。

从SOC芯片到专业影像芯片的转变,凸显出小米对芯片业务的发展变得更加“现实”了,高集成度的SOC芯片需要大量技术投入和长时间的专利积累,小米在这方面还有很多技术要补充,不如先从手机影像入手,以分领域突破的方式逐步积累起技术和专利。除了自研,小米积极投资半导体企业,包括乐鑫科技、速通半导体和晶晨半导体等企业,以投资的方式弥补自己技术上的不足。

华米的突破

在智能可穿戴设备领域,对芯片同样具有很高的要求,既要求芯片能够具有不错的性能,满足多应用安装下的流畅使用,也要求智能穿戴芯片能够保持优秀的功耗控制,维持较长的续航时间。在该领域,大多依靠上游硬件提供商的产品创新,智能穿戴设备的品牌方们往往比较被动。

华米作为国内智能穿戴设备大厂,于2018年发布首款智能设备人工智能芯片黄山1号,经过黄山2号后的产品迭代后,华米在今年7月发布性能更强的黄山2S芯片。相较于上一代产品,黄山2S运算效能提升18%、功耗降低56%、GPU性能提升67%。

黄山2S基于RISC-V架构打造,突破X86和ARM架构的桎梏,在以后的产品更新上更加自主可控。从阿里的玄铁910到华米的黄山S2,RISC-V完全开源和免费的优势,在未来的IoT时代来临时具有广阔的发展前景。

结语

未来的国际环境更加充满不确定性,没有哪家国内互联网企业能够保证不被芯片断供。除了以上提到的腾讯、百度、阿里巴巴和小米,越来越多有实力的国内互联网企业开始意识到自研芯片的重要性,在自己的核心领域内,逐步构建起以芯片为代表的智能硬件体系。

当然,高端芯片的设计和制造并不是一蹴而就的事情,我们之前忽视的、缺少投入的环节都需要从现在开始一点一点补回来,相信此次腾讯入局芯片领域是只是一个行业信号,只有更多有志向的企业加入到造芯的领域中,才能反推国内芯片供应链的逐步完善和升级,构建起我们的芯片发展生态。