半导体下半场战事:昔日王者英特尔ARM之痛( 三 )


就在英特尔在移动芯片市场步步败退之际 , ARM正在移动互联时代乘势生长 。
成为巨人的ARM
如果说英特尔是PC时代的“霸主” , 那么ARM(安谋)则登上了移动终端时代的“王座” 。
ARM最初的简称是Acorn RISC Machine 。Acorn Computer创立于1978年 , 总部位于剑桥 , 由Andy Hopper(剑桥大学) , Chris Curry(Sinclair Research)和Herman Hauser(剑桥大学)创建 。
在英特尔Intel x86构架统治PC的时代 , Acorn向Intel申请80286处理器样片 , 但遭到拒绝 , 无奈之下 , Acorn选择自研处理器 。
1983年10月 , Acorn启动了代号为Acorn RISC的项目 , 由芯片生产公司VLSI Technology负责生产 。1985年4月26日 , VLSI产出第一颗Acorn RISC处理器ARM1 。为了避免与当时市场上的巨头竞争 , ARM选择了low-cost, low-power和high-performance的设计理念 , 这恰恰踩中了智能手机的需求 。
尽管在此后多年发展中 , 因为移动智能终端迟至2008年之后才出现爆发式增长 , ARM的经历一度非常坎坷 。但正是在英特尔等巨头的阴影下 , 避开巨头锋芒的ARM伴随移动智能终端的兴起 , 悄然成长起来 。
最新数据显示 , ARM公司在全球拥有1000多家处理器授权合作企业、320家处理器优化包和物理IP包授权伙伴 , 15家架构和指令集授权企业 , 全球95%以上的智能手机和平板电脑都采用的ARM架构的处理器 , ARM每年的出货量从2013年的每年100亿台上涨到现在每年的200亿台 。
如果仅仅从数字难以感受ARM公司在市场受到的追捧程度 , 那么看看ARM的对手英特尔、高通、西部数据、SK海力士等对ARM竞争对手——致力于将开源半导体技术商业化的SiFive Inc——的扶持就可以感受出ARM之于业界的重要性 。
能在巨头中突破重围 , 与ARM的模式有很大关系 。
ARM的崛起重要原因之一就是放弃了传统IDM模式(Integrated Device Manufacturing , 整合设备生产模式)的大包大揽 , 使众多厂商可以在其指令集内继续设计和创新 。ARM公司根据芯片设计公司不同的需求和能力 , 提供了三种不同的对外授权模式:
一是处理器的IP授权模式 。ARM将该IP专利授权给买下设计的公司 , 公司可以直接按其设计方案生产 。
二是处理器和物理IP的授权模式 。此种模式下企业需严格按照ARM规定工艺流程来生产芯片 。
三是架构和指令集授权 。这是自由度最高的授权模式 , 三星、苹果、华为等实力雄厚的手机厂商可以在ARM架构下自行设计和优化芯片 。
其中 , RISC-V指令集更为激进 , 直接基于RISC(精简指令集)原则开源指令集架构 , 允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件而不必支付给任何公司专利费 。阿里巴巴旗下的半导体公司平头哥2019年研发的玄铁910(XuanTIE910)处理器便是采用的RISC-V架构 。
而以英特尔为代表的IDM模式 , 承接了芯片从设计到制造到封装的所有环节 。在集成电路行业发展的早期 , 企业一般都是用这种大包大揽的IDM模式 。在移动终端领域中 , 低成本、微利润的处理器是无法支撑这一重度投入模式的 。
ARM公司开创的授权模式 , 将芯片的架构、设计(Fabless , 如高通、联发科、海思)和生产(Foudary , 如台积电)分开 , 它激活了全产业链的活力 , 不仅提高了生产效率和新工艺迭代的速度 , 也降低了生产成本 , 从而形成了日益繁荣的ARM生态 。