本文來源：腦極體

我們知道，2020年人們最希望看到的，就是互聯(lián)網(wǎng)巨頭能夠“別惦記幾捆白菜”的流量經(jīng)濟，而是回歸純粹的技術(shù)創(chuàng)新，用自身的能量去探索科技的星辰大海。而過去一年不斷升級的半導(dǎo)體風(fēng)波已經(jīng)證明，芯片不僅僅是科技領(lǐng)域的明珠，更是國家博弈中不容有失的戰(zhàn)略高地，以及資本市場的“財富密碼”。

而海外谷歌、微軟、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛下場造芯的時候，國人自然也無比希望看到中國互聯(lián)網(wǎng)力量能夠給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來變局。百度以及其他中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)加入戰(zhàn)局，能給中國芯片帶來哪些影響？為什么除了谷歌TPU、百度昆侖之外，少有互聯(lián)網(wǎng)公司成功面向市場推出量產(chǎn)芯片？互聯(lián)網(wǎng)公司的造芯之路需要重點打造哪些能力？

要尋找上述問題的答案，我們不妨將互聯(lián)網(wǎng)公司造芯想象成一局“闖關(guān)游戲”。

第一關(guān)：芯片設(shè)計，怎么就那么難？

在現(xiàn)有的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，互聯(lián)網(wǎng)公司想要造芯，最直接的方式是成為一個Fabless廠家，像高通、聯(lián)發(fā)科、華為海思、紫光展銳等一樣，將生產(chǎn)等外包給代工廠，自己只負(fù)責(zé)設(shè)計開發(fā)、銷售芯片。

而我們知道，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)想要造芯的首要需求是滿足自身業(yè)務(wù)不斷增長的計算需求。因為傳統(tǒng)通用CPU芯片不能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)公司發(fā)展AI/VR等新業(yè)務(wù)的計算需求，這也一度使得更適合進(jìn)行AI訓(xùn)練等的圖形處理器GPU炙手可熱、價格飆升。出于業(yè)務(wù)發(fā)展及平衡成本的現(xiàn)實需求，谷歌TPU、亞馬遜Inferentia芯片、百度昆侖等互聯(lián)網(wǎng)公司的自研芯片，都在強調(diào)AI能力并率先在內(nèi)部服務(wù)器及消費電子上部署。

而另一方面，去年伴隨著社會層面的數(shù)智化升級，使得傳統(tǒng)硬件從PC、消費電子、汽車等等都面臨高性能芯片緊缺的局面，由此帶來了巨大的市場空間。而原本就在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)、云計算等領(lǐng)域有一定積累的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，借助芯片全球產(chǎn)業(yè)鏈分工，進(jìn)入Fabless芯片設(shè)計的難度也有所下降，造芯可以說是近水樓臺。

理想是美好的，但想要設(shè)計出合適的芯片，卻面臨著兩個先天難題：

1.技術(shù)上限。如前文所說，互聯(lián)網(wǎng)公司的自研芯片，首先是內(nèi)部使用，而互聯(lián)網(wǎng)在計算需求上的飛速增長，這就要求必須將定制化芯片的性能做到極致。而芯片設(shè)計中涉及復(fù)雜的元器件，是一個系統(tǒng)工程，在降低能耗比的前提下實現(xiàn)性能提升，并不容易。

目前順利完成這一挑戰(zhàn)的，海外有谷歌，其推出的TPU芯片與同期的CPU、GPU相比在性能上有15倍的提升。亞馬遜自研的Inferentia芯片也在性能上達(dá)到了英偉達(dá)T4芯片的水平，但能耗和成本更低。在國內(nèi)，2018年百度推出的首款自研芯片昆侖，能夠在150W的功耗下提供高達(dá)260TOPS的能力，2020年發(fā)布的昆侖2則較第一代性能提升3倍。

2.商業(yè)場景。除了蘋果這樣自身業(yè)務(wù)足以支撐芯片產(chǎn)量的公司，絕大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)巨頭的造芯計劃都要考慮商業(yè)擴展的可能，這就需要對AI應(yīng)用、規(guī)?；慨a(chǎn)等有恰當(dāng)?shù)目剂?。比如亞馬遜發(fā)布的AWS Inferentia，就以低成本、云端AI推理等作為擊穿市場的亮點。百度昆侖系列也已經(jīng)在云服務(wù)器、工業(yè)質(zhì)檢、智慧城市等相關(guān)硬件應(yīng)用中上線。

目前看來，互聯(lián)網(wǎng)巨頭所交出的優(yōu)秀芯片代表作，其共同點顯而易見，那就是克服各種技術(shù)難題，實現(xiàn)芯片的高性能突破，支持AI應(yīng)用級場景，更低的使用成本及能耗。

第二關(guān)：底層軟件“卡脖子”的中國式突破

2020年，最令國人敏感的一個詞語就是“卡脖子”。一部分來自于高精制造環(huán)節(jié)，比如華為海思的麒麟系列首當(dāng)其沖，外國芯片制造商不得不停止為其進(jìn)行高制程芯片的代工。而另一種“卡脖子”則來自于底層軟件，比如芯片設(shè)計都需要用到的EDA等，大部分都無法在短時間內(nèi)實現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)的替代。

對于互聯(lián)網(wǎng)公司來說，面對的掣肘之處還要更多一些。舉個例子，作為全球搜索巨頭，谷歌積累了大量的數(shù)據(jù)和知識，這使得其也成為AI算法領(lǐng)域的領(lǐng)頭者，同時也為AI芯片的基礎(chǔ)研發(fā)提供了充足的養(yǎng)分和基礎(chǔ)。

放眼中國互聯(lián)網(wǎng)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，能夠同時滿足大數(shù)據(jù)、人工智能與芯片交集點的企業(yè)，只有BAT。

比如百度昆侖系列，就被應(yīng)用于國內(nèi)首個中文開源深度學(xué)習(xí)框架飛槳（PaddlePaddle）、百度機器學(xué)習(xí)平臺（BML），支撐百度的搜索引擎、智能駕駛等業(yè)務(wù)，同時也以開源的方式，支持國產(chǎn)化CPU和操作系統(tǒng)。

值得一提的是，軟件和算法的價值并不僅僅是將硬件性能最大化，更在產(chǎn)業(yè)鏈自主上起到了關(guān)鍵的卡位能力。畢竟與硬件芯片斷供相比，來自底層軟件如x86架構(gòu)的封鎖可能是更大的危險。而回溯英特爾x86生態(tài)的崛起，不難發(fā)現(xiàn)正是Wintel聯(lián)盟在軟硬件上的強強聯(lián)手，奠定了PC時代美國產(chǎn)業(yè)的統(tǒng)治權(quán)。幸好，現(xiàn)在以百度為代表的中國互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)早早通過飛槳等建立起了獨立自主的深度學(xué)習(xí)框架等一系列軟件平臺，伴隨著芯片硬件的疊加，以軟硬件一體化的方式實現(xiàn)AI算力的業(yè)務(wù)賦能，等于極早建立起了軟硬件協(xié)同的中國半導(dǎo)體技術(shù)護城河，從根源上規(guī)避“卡脖子”的難題。

第三關(guān)：拿什么凝聚生態(tài)突圍的千鈞之力？

前面提到英特爾在PC時代的輝煌，一個耐人尋味的故事是，AMD這個“千年老二”在IBM的推動下選擇了兼容英特爾的x86架構(gòu)，直接推動x86變成了CPU領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，吸引了越來越多的軟硬件廠商加入，最終奠定了x86作為傳統(tǒng)計算基層架構(gòu)的核心地位，這就是生態(tài)的力量。

相比傳統(tǒng)的芯片廠商，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)“造芯”顯然更擅長在生態(tài)上拉拔出自家的獨特優(yōu)勢。比如谷歌就積極推動AI民主化，鼓勵開發(fā)者將自己的AI應(yīng)用放在谷歌云上訓(xùn)練；亞馬遜也以智能音箱Echo帶動其AI芯片在智能家居生態(tài)中的應(yīng)用部署。

百度則兼而有之，一方面積極以昆侖系列開源推動外部合作方加入，根據(jù)自己的應(yīng)用場景進(jìn)行二次開發(fā)，讓昆侖可以在工業(yè)制造、科研、智慧城市、智能交通等領(lǐng)域加速落地。

與此同時，針對語音場景打造的芯片“鴻鵠”，也通過出貨量全球第三的百度智能音箱，以及借助DuerOS生態(tài)的力量，在車載語音、智能家居等廣泛場景中部署。百度自動駕駛Apollo生態(tài)，也成為芯片賦能的重要場景之一。

有了這樣軟硬一體化的AI芯片生態(tài)，百度“造芯”等于從終端到應(yīng)用到云端形成了完整的價值鏈條，相比單一的芯片銷售能夠提供更大的商業(yè)和社會價值。

百度，互聯(lián)網(wǎng)造芯一個可參考的樣本

當(dāng)其他互聯(lián)網(wǎng)巨頭還在通過資本動作如入股、并購等形式積累造芯能量的時候，百度已經(jīng)打通了芯片F(xiàn)abless產(chǎn)業(yè)鏈上的一些重要關(guān)卡，率先開啟了最新劇情，也讓中國半導(dǎo)體突圍中互聯(lián)網(wǎng)陣營的動作，有了一些基本參照與經(jīng)驗。

比如耐心的技術(shù)投入。芯片是一個重投入、長周期的產(chǎn)業(yè)鏈，這句話說起來容易但做起來很難，像谷歌、亞馬遜、百度這種成功案例，基本都是十年磨一劍。百度早在2010年開始就已使用FPGA進(jìn)行AI架構(gòu)的研發(fā)，直到2018年才推出了AI芯片昆侖，2019年流片成功，2020年量產(chǎn)超過2萬片，昆侖2也將在今年量產(chǎn)，這是一個厚積薄發(fā)的過程。除此之外，飛槳、百度大腦等AI軟件算法框架、平臺所展現(xiàn)出來的人工智能軟件技術(shù)積累，也是經(jīng)年之功。這兩個軟與硬的“重型武器”，才成就了百度AI芯片的自主研發(fā)之路。

此外可以注意到的是，百度“造芯”并不是一上來就奔著門檻最高、最硝煙彌漫的高端移動芯片戰(zhàn)場而去。那里對于互聯(lián)網(wǎng)公司來說，沒有來自產(chǎn)業(yè)鏈、終端市場、技術(shù)體系等的充分支持，貿(mào)然進(jìn)入只能是一場無疾而終的“消耗戰(zhàn)”。百度昆侖、鴻鵠系列都瞄準(zhǔn)了云計算、AIoT等這些方興未艾的領(lǐng)域，有著不斷擴張的市場規(guī)模，也帶來了產(chǎn)業(yè)變革的紅利期，站穩(wěn)腳跟能夠快速進(jìn)入正向的技術(shù)投資回報周期。

2020年的芯片領(lǐng)域，匯集了令人百感交集的戰(zhàn)火，以及各式各樣的突圍動作。而互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的相繼加入，則讓我們看到了風(fēng)云變幻中的不變：縱然山長水遠(yuǎn)，只要科技創(chuàng)新的“闖關(guān)”腳步永不停止，那么勝利就已寫好了結(jié)局。

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