21世紀經濟報道見習記者李強 北京報道

在所有芯片分類中,作爲運算及控制中心,CPU一直是驅動各行業智能化發展的最核心芯片。根據IC Insights數據,2021年全球CPU總銷售額超830億美元,由於其技術壁壘極高,市場格局也極爲穩定,基本爲英特爾、高通、AMD等巨頭壟斷。

而在全球半導體產業鏈持續割裂的背景下,國內市場對於“自主可控”的需求愈發高漲,國產化的市場氛圍也在悄然氤氳。

自2021年至今,十幾家CPU初創企業湧現,靠着核心人員華麗的職業履歷,吸引了高瓴等機構參與,融資進展頗爲迅速。

以此芯科技爲例,創始人孫文劍是前AMD客戶定製部中國區負責人,CTO劉芳曾任職蘋果核心架構師,參與並負責了多代A系列、M系列處理器的CPU、GPU、SoC架構設計,自2月份以來,已完成多輪累計1億美元的融資。

新選手如雨後春筍,老玩家也在加速“升空”。

6月24日和8月12日,龍芯中科、海光信息兩家有着中科院背景的CPU企業先後登陸科創板,拉昇着外界對國產CPU的關注度。

想象拉滿

發展之初,基於不同場景下的性能需求,CPU發展出了不同的架構路線,最主要的是x86架構和Arm架構。

其中,x86以其強大的算力和出色的性能幾乎壟斷PC端市場,主要玩家爲英特爾、AMD;Arm則依靠釋放其低功耗的核心能力在移動端領域大放異彩,代表的則是高通、聯發科等。

隨着Arm架構的不斷成熟、算力及能效比的逐步提升,Arm的性能短板得以延長,在某些特定的用戶需求場景下,手機、平板等移動端甚至開始出現“性能過剩”的概念,於是開始有科技公司嘗試將Arm芯片應用在PC、服務器等領域。

2020年,蘋果正式宣佈放棄x86架構的英特爾處理器,推出了Arm架構的自研M1芯片,結果搭載M1芯片的Mac電腦比x86筆記本的待機時間更長,能效比更高,在10W的功耗限制下,M1芯片可提供傳統x86筆記本處理器2倍以上的CPU性能。

作爲科技行業的標杆,蘋果在Arm選擇上的決絕與取得的成效,無疑代表着某種風向,更重要的是,蘋果成功地將x86的PC市場炸開缺口。

面對x86“被拋棄”,強如英特爾也似乎難擋大勢。2021年10月,英特爾CEO Pat Gelsinger表示,希望未來能通過創造比蘋果“更好的芯片”來贏回蘋果的業務。

不只是蘋果,曾經共富貴的“老戰友”微軟也在試圖把路走寬。

在過去的PC互聯網時代,英特爾不斷推出更強性能的CPU芯片,而微軟則不斷升級Windows系統來消化英特爾提升的算力,二者通過建立軟硬件深度綁定的“Wintel聯盟”,利用各自的技術壁壘奠定了兩大巨頭在PC時代的龍頭地位。

近年來,除了尋求與英特爾之外的更多芯片供應商合作,微軟也正在爲自家的Azure雲計算服務器以及Surface設備設計Arm芯片,同時亞馬遜、谷歌等科技巨頭也都在自研Arm服務器CPU隊伍中。

2018年,亞馬遜研發出基於Arm架構的自研服務器CPU——Graviton,至今已推出3代並在AWS(亞馬遜雲科技)服務器中積極推進部署,2021年Arm架構處理器的部署已達其整體服務器建設的15%,預計2020年將超過20%。

近期國內湧現的一批初創企業中,大多瞄準的也是Arm架構CPU,可以說,Arm對於x86傳統市場的蠶食,成爲這波CPU國產創業潮的技術背景。

需求強勁

隨着雲計算、大數據、人工智能等技術的鋪開,承載算力增長的服務器市場穩健增長。

根據工信部發布的數據,2021年,我國算力核心產業規模達1.5萬億元。截至2022年6月底,我國在用數據中心機架總規模超過590萬標準機架,服務器規模近2000萬臺,算力總規模排名全球第二。

根據中信證券研報,2021年全球服務器出貨量爲1354萬臺,國內服務器出貨量375萬臺,預測對應CPU市場規模爲799億元,增速14%。

一方面,中國服務器市場亟需國產服務器CPU芯片提高話語權,另一方面,電信、金融等行業端信創進入爆發期,在“安全自主可控”需求的拉動下,處於起步階段,技術生態相對羸弱的國產CPU企業也迎來了“綠洲市場”。

中國電信爲例,在2020-2021年近7萬臺的服務器集採中,國產CPU(H系列)佔比爲35.5%,總量爲24823臺。其中華爲、紫光華山、同方股份使用鯤鵬芯片;中科可控、浪潮信息使用海光芯片。

而在2022-2023年服務器集中採購項目中,國產芯片採購規模佔比26.7%,值得注意的是,儘管比例有所下滑,但由於集採總量激增至20萬臺,國產CPU的市場仍在擴大。

2021年10月,阿里旗下半導體公司平頭哥發佈了用於數據中心的Arm架構服務器CPU倚天710,打響了創業Arm CPU公司起跑的發令槍。

倚天710問世前後,啓靈芯、西芯、鴻鈞微、遇賢微等多個阿里平頭哥背景的創業公司進入了投資人視野。

業內人士向記者直言,只需要獲得IP內核授權,基於半成品進行後端設計,尤其像服務器CPU可以通過堆核解決性能問題,攢出一個能用的CPU並不難。

“對於大廠出來的團隊,他一看服務器CPU這麼簡單,就會說‘湊幾個人我也能幹’,商業化路徑短,造出來有市場就能賣。”上述人士分析道。

挑戰重重

Arm勢頭固然兇猛,但x86也不會輕易交出權杖,對於造芯新勢力而言,破局更是艱難。

隨着近幾十年的發展,Arm和x86所代表的兩種路徑互相吸取對方的優點,在性能等方面的差距也在縮小,維持二者市場“表面和諧”的核心是二者各自的生態壁壘。

先到先得、贏者通喫是CPU行業的特性,x86+Windows、Arm+android已經綁定多年,軟件生態相互獨立,因此一直以來,x86進軍移動領域鎩羽而歸,Arm想在PC和服務器市場上有所建樹也困難重重。

之所以蘋果能夠做到“陣營轉換”,是因爲對內容生態具備足夠的控制力,開發者們及時主動跟進,兼容等問題得以解決,同時綁定自家產品,實現市場買單,而不管是谷歌在android,還是微軟在Windows,都缺乏這樣的號召力。

這顯然也不是造芯新勢力能夠獨立解決的,其中聚焦PC端有代表性的如此芯科技,遠遠沒有服務器市場上那麼熱鬧,不過在市場格局變化中,初創企業也可以搭巨頭“便車”來尋求機會。

在蘋果M1芯片的刺激下,微軟和高通在WoA(Windows on Arm)筆記本產品上的研發也獲得了新的動力。

今年2月,微軟加入爲Arm生態開發軟件的全球合作組織Linaro,通過和Arm(英國Arm公司)、高通構建的聯合團隊來加強支持WoA原生應用開發的生態,值得注意的是,儘管只是一家初創企業,目前此芯科技也躋身其中。

另外,在獲得聯想創投的投資後,此芯將業務方向確定爲電腦CPU芯片,對標其CTO劉芳曾參與的蘋果M1芯片。

作爲此芯的戰略投資方,2021年,聯想去年賣出8190萬臺個人電腦,全球市佔率23.5%,中國(大陸)市佔率近40%,這毫無疑問是此芯商業化落地的重要助力。

“這兩年融資環境變了,之前看團隊,現在則是商業化落地,之前融到資但商業化難以落地的企業,將來能不能維繫是一個問題。”業內人士告訴記者,這也是大量ARM服務器CPU初創企業面臨的問題。

根據IDC數據,2021年中國服務器市場出貨量達到391.1萬臺,同比增長8.4%,其中x86服務器出貨量爲375.1萬臺,佔比達95.9%。也就是說,到目前爲止服務器市場仍是被X86架構壟斷。

目前,Arm架構在數據中心服務器仍只是小批量採購,且基本都是雲廠商巨頭超大規模的數據中心爲主推動,以企業爲主導的數據中心市場進度緩慢。

華爲等雲廠商下場親自參與Arm服務器CPU自研和推廣,其邏輯是基於自身定製化需求實現“自產自銷”,服務器市場需求不對外開放,相反這些大廠隨時也可以參與外部國內市場份額的爭奪。

另外,和造芯新勢力同臺競技的,還有龍芯中科等背景和技術都更爲深厚的老一批玩家,市場爭奪極爲激烈。

“雖然Arm服務器CPU符合時代發展趨勢,但這是不是一家創業公司的機會可能還要存疑。”上述人士對記者表示。

並且,造芯新勢力們基於Arm CPU IP進行集成開發是一種同質化的競爭,也未能實現真正的獨立自主,想要在市場競爭中活下來,這些初創企業還是要在自研CPU核心、硬件IP以及軟硬件系統優化等方面下功夫,然而炮製一家中國的英特爾、高通註定異常艱難。

近日,國內Arm CPU初創企業啓靈芯於停止運營,有消息稱是由於合夥人之間無法就控制權達成共識。同樣也有着明星團隊,同樣融資順利的啓靈芯,成爲這波CPU創業潮中的第一個“啞炮”。

還未起跑便已經退賽,着實有些可惜,但芯片創業道阻且長,如何在巨頭們的縱橫捭闔中左右逢源,尋找差異化市場,一步步實現商業落地,考驗着造芯新勢力們的生存藝術。

(作者:李強 編輯:張偉賢)

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