中國(guó)ARM CPU，何時(shí)騰飛？

CPU領(lǐng)域一直都是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中備受矚目的領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)對(duì)于CPU的關(guān)注也不遑多讓?；仡?022年，國(guó)產(chǎn)CPU又有了新的生機(jī)。

2022年6月，龍芯中科在科創(chuàng)板掛牌上市，首日漲幅近50%，市值一度超過(guò)400億元；僅49天后，中科海光同樣在科創(chuàng)板上市，公司主營(yíng)服務(wù)器CPU的海光，當(dāng)日市值翻番至1600億元左右。

在2022年國(guó)產(chǎn)CPU欣欣向榮的發(fā)展勢(shì)頭中，ARM CPU逐漸興起，不少相關(guān)企業(yè)猶如雨后春筍般逐漸冒頭，并且獲得多輪融資。ARM CPU廠商的出現(xiàn)，使得國(guó)產(chǎn)CPU逐漸形成群雄逐鹿的局面。

01、走上ARM道路的國(guó)產(chǎn)CPU廠商

目前已經(jīng)較為知名的六大國(guó)產(chǎn)CPU，除了前文提到的龍芯、海光外，還有飛騰、華為鯤鵬、兆芯、申威。這其中有兩家均是選擇了ARM 架構(gòu)CPU。

六大國(guó)產(chǎn)CPU對(duì)比

截至目前，基于自主研發(fā)的內(nèi)核，飛騰公司已經(jīng)推出10余款芯片，包括飛騰騰云S系列、飛騰騰銳D系列和飛騰騰瓏E系列三大CPU產(chǎn)品線和飛騰套片。華為鯤鵬方面，已經(jīng)推出鯤鵬920，采用7nm制造工藝，基于ARM架構(gòu)授權(quán)，由華為公司自主設(shè)計(jì)完成。

比較x86與Arm國(guó)產(chǎn)CPU的營(yíng)收與利潤(rùn)，背靠中科曙光和中電的支持，采用x86架構(gòu)的海光和采用Arm架構(gòu)的飛騰在最近三年的營(yíng)收增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)相近，但是飛騰的凈利潤(rùn)狀況要顯著優(yōu)于海光。

2022年，ARM架構(gòu)CPU在國(guó)內(nèi)的發(fā)展勢(shì)頭很快。

安謀科技（中國(guó)）發(fā)布了兩款全新自研ARM架構(gòu)芯片：“星辰” STAR-MC2車規(guī)級(jí)嵌入式處理器，以及主要面向智能物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、移動(dòng)終端、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的“玲瓏” V6/V8視頻處理器，其中“星辰”STAR-MC2是首個(gè)由安謀科技本土研發(fā)。

阿里去年推出的倚天710處理器，今年已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用。目前，倚天 710 云實(shí)例已應(yīng)用于阿里巴巴集團(tuán)核心業(yè)務(wù)，并服務(wù)科學(xué)研究、智能手機(jī)行業(yè)和多家知名互聯(lián)網(wǎng)公司。

生態(tài)方面的進(jìn)步方面，截至2022年6月底，飛騰的生態(tài)伙伴數(shù)量已經(jīng)突破4400家，包括集成商合作伙伴300+家、硬件合作伙伴930家、軟件合作伙伴3100+家。

目前，飛騰已聯(lián)合數(shù)千家國(guó)內(nèi)軟硬件廠商，支撐了2400多款飛騰平臺(tái)設(shè)備上市，已經(jīng)和正在適配的軟件和外設(shè)超過(guò)8300種，與8200多款開(kāi)源軟件產(chǎn)品完成了適配，兼容200萬(wàn)級(jí)移動(dòng)APP應(yīng)用，構(gòu)建起了國(guó)內(nèi)最完善、最龐大的從端到云的信息化建設(shè)全棧生態(tài)體系。

02、一枝獨(dú)秀不是春

盡管近年來(lái)涌入芯片領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)很多，但對(duì)于芯片所有種類里的重中之重的CPU，由于其設(shè)計(jì)難度大、入行門檻高，還是令許多人望而卻步。目前來(lái)看，市場(chǎng)上涌現(xiàn)了十幾家CPU的新公司，而這些公司大部分是做ARM架構(gòu)的CPU，包括啟靈芯、西芯、鴻鈞微、此芯、遇賢微等，其中頭部公司的估值為2-3億美元。

這些公司的核心人員擁有華麗的職業(yè)履歷，如曾在AMD工作的文劍、沈朝暉，以及曾在Apple工作的劉芳，共同創(chuàng)立了此芯科技；鴻鈞微的CEO就職于英特爾，而CTO陳偉祥則曾在華為鯤鵬和阿里平頭哥負(fù)責(zé)內(nèi)核和架構(gòu)。

優(yōu)秀的履歷吸引了高瓴資本、五源資本、啟明創(chuàng)投、光速中國(guó)、云九資本、順為資本、元禾璞華等多家機(jī)構(gòu)，其中善于融資者，在半年內(nèi)已估值翻倍。

為什么初創(chuàng)CPU企業(yè)紛紛選擇ARM架構(gòu)？不同的企業(yè)有不同的答案。

先來(lái)看遇賢微，其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)曾于ARM、英特爾等企業(yè)任高管。目前，正在研發(fā)基于ARM 架構(gòu)的高端服務(wù)器CPU 芯片。這顆CPU 芯片采用4nm 工藝，集成了160 個(gè)ARM v9 N2 內(nèi)核，主頻超過(guò)3.6GHz，性能將超越目前全球領(lǐng)先的同類芯片，預(yù)計(jì)達(dá)到SPECint 2017 的600 分以上。

遇賢微的羅勇博士在采訪中表示：“隨著全球云計(jì)算的崛起，算力需求的爆發(fā)式擴(kuò)張，云計(jì)算對(duì)CPU的需求卻變成小核高性能化、多核虛擬化、功耗更低，‘經(jīng)濟(jì)適用’，ARM架構(gòu)CPU在這一點(diǎn)上有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

一方面，國(guó)內(nèi)需要走一條符合高性能、通用市場(chǎng)需求的芯片產(chǎn)品道路；另一方面，從過(guò)去十年ARM和軟件公司、CPU公司、生態(tài)公司，一個(gè)個(gè)軟件去推動(dòng)適配，在ARM服務(wù)器不斷發(fā)展，到現(xiàn)在ARM CPU規(guī)?；瘧?yīng)用實(shí)現(xiàn)了全行業(yè)的架構(gòu)更迭。

此芯科技的第一款產(chǎn)品也將是ARM架構(gòu)的CPU，并且此芯科技表示該高性能CPU芯片將適配Windows、Android、Linux等不同操作系統(tǒng)。同樣作為ARM架構(gòu)CPU的新貴，此芯科技成立不到一年就已經(jīng)完成了四輪融資，目前的估值約在3億美元左右。

此芯科技的創(chuàng)始人孫文劍認(rèn)為：“ARM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了能夠搶奪x86市場(chǎng)這樣一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上。把具有能效比的ARM應(yīng)用到高性能計(jì)算這個(gè)技術(shù)變革本身，此芯科技與全球一流的芯片廠商幾乎站在一條起跑線上。”

2022年頻頻傳出好消息的還有鴻鈞微電子。4月，鴻鈞微電子獲得基于Armv9指令集的新一代Arm Neovers ?N2平臺(tái)的授權(quán)；5月，鴻鈞微電子與安謀科技共同宣布將在高性能服務(wù)器處理器基礎(chǔ)架構(gòu)、生態(tài)等方面展開(kāi)深入合作；6月，鴻鈞微完成了近8億元天使輪與Pre-A輪融資。經(jīng)過(guò)一年的穩(wěn)步發(fā)展，鴻鈞微電子走到了國(guó)內(nèi)ARM服務(wù)器CPU初創(chuàng)公司的頭部位置。

鴻鈞微電子首席執(zhí)行官沈榮曾在采訪中分享：“加入 Arm 生態(tài)系統(tǒng)對(duì)我們來(lái)說(shuō)意義非凡。首先，它有助于確保我們的方向是正確的。通過(guò)深度參與生態(tài)系統(tǒng)，我們也可以知道如何實(shí)現(xiàn)差異化，并為生態(tài)系統(tǒng)作出貢獻(xiàn)。其次，它有助于我們獲得最新的技術(shù)和工具，真正助力我們打造出市場(chǎng)上富有創(chuàng)造力的且最為先進(jìn)的產(chǎn)品。第三，通過(guò)幫助最終用戶加快對(duì) Arm 服務(wù)器 CPU 的采用，反過(guò)來(lái)又讓我們能與 Arm 生態(tài)系統(tǒng)共同快速發(fā)展?！?/p>

03、ARM?CPU的發(fā)展契機(jī)

ARM CPU近年來(lái)能夠在國(guó)內(nèi)發(fā)展的如此迅速是因?yàn)橛袃纱笠蛩氐耐苿?dòng)：第一良好的生態(tài)，第二信創(chuàng)的支持。

生態(tài)

CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)難度大、生態(tài)壁壘高，一直是芯片產(chǎn)業(yè)的集大成之作。哪怕是強(qiáng)如英特爾，也有高級(jí)工程師公開(kāi)表示，研發(fā)一款CPU需要4年時(shí)間。提前預(yù)判四年后的市場(chǎng)需求，確保滿足客戶的要求，這對(duì)于任何廠商都是一個(gè)挑戰(zhàn)。

基于ARM架構(gòu)研究CPU就尤其自有的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)有的成熟架構(gòu)和生態(tài)的支持下，造出一顆CPU的難度被極大的降低。

ARM的生態(tài)發(fā)展到現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)鏈分工已經(jīng)十分完善，對(duì)于芯片開(kāi)發(fā)廠商來(lái)說(shuō)，在 Arm 的設(shè)計(jì)之上進(jìn)行研發(fā)可以降低技術(shù)門檻，縮短研發(fā)周期。初創(chuàng)公司只要有了使用授權(quán)，加上ARM和安謀本地IP的生態(tài)支持，就可以迅速搭建一個(gè)CPU。

飛騰總經(jīng)理竇強(qiáng)在一次采訪中也談及ARM的生態(tài)：“從現(xiàn)在飛騰的發(fā)展來(lái)看，當(dāng)時(shí)選擇Arm，確實(shí)是最好的選擇。雖然現(xiàn)在像MIPS、POWER都開(kāi)放了，但是現(xiàn)在才開(kāi)放有點(diǎn)像是生態(tài)衰落時(shí)的一種補(bǔ)救，能起到的作用有限。相比之下，Arm一直是開(kāi)放的，生態(tài)也越來(lái)越繁榮，而且如果拿的是指令集架構(gòu)授權(quán)，則更是能夠把發(fā)展的主動(dòng)權(quán)掌握在自己手里。”

信創(chuàng)

2016 年 3 月，24 家研究軟硬件關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用的國(guó)內(nèi)單位，共同發(fā)起成立了一個(gè)非營(yíng)利性社會(huì)組織「信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新工作委員會(huì)」，一個(gè)新的名詞「信創(chuàng)」由此出現(xiàn)在人們眼前。

對(duì)于信創(chuàng)而言，使用 Arm 架構(gòu)也可以做到自主可控：Arm 公司是一家知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）供應(yīng)商，通過(guò)轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)方案的方式由合作伙伴生產(chǎn)出各自的定制化芯片。其中某一版本的架構(gòu)層級(jí)授權(quán)通常是永久性的。對(duì)于信創(chuàng)來(lái)說(shuō)，已獲得的 Arm 授權(quán)設(shè)計(jì)可以持續(xù)改進(jìn)，保持先進(jìn)性，同時(shí)滿足自主可控的需求。

由于信創(chuàng)的推動(dòng)，國(guó)產(chǎn)芯片的競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)在于桌面級(jí) CPU 市場(chǎng)。對(duì)信創(chuàng)而言，走 Arm 路線同樣可以獲得其生態(tài)體系的加持。

飛騰信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理郭御風(fēng)也表示：“隨著信創(chuàng)走向深水區(qū)，國(guó)內(nèi)CPU的競(jìng)爭(zhēng)也進(jìn)入了新的階段。”

04、目前存在的行業(yè)挑戰(zhàn)

盡管初創(chuàng)企業(yè)不斷涌現(xiàn)，但目前國(guó)產(chǎn)ARM CPU依舊存在很多挑戰(zhàn)。

“這兩年融資環(huán)境變了，之前看團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)在則是商業(yè)化落地，之前融到資但商業(yè)化難以落地的企業(yè)，將來(lái)能不能維系是一個(gè)問(wèn)題?！睒I(yè)內(nèi)人士告訴記者，這也是大量ARM服務(wù)器CPU初創(chuàng)企業(yè)面臨的問(wèn)題。

目前，Arm架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器仍只是小批量采購(gòu)，且基本都是云廠商巨頭超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為主推動(dòng)，以企業(yè)為主導(dǎo)的數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)進(jìn)度緩慢。

華為等云廠商下場(chǎng)親自參與Arm服務(wù)器CPU自研和推廣，其邏輯是基于自身定制化需求實(shí)現(xiàn)“自產(chǎn)自銷”，服務(wù)器市場(chǎng)需求不對(duì)外開(kāi)放，相反這些大廠隨時(shí)也可以參與外部國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的爭(zhēng)奪。

并且，造芯新勢(shì)力們基于Arm CPU IP進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)是一種同質(zhì)化的競(jìng)爭(zhēng)，也未能實(shí)現(xiàn)真正的獨(dú)立自主，想要在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中活下來(lái)，這些初創(chuàng)企業(yè)還是要在自研CPU核心、硬件IP以及軟硬件系統(tǒng)優(yōu)化等方面下功夫，然而炮制一家中國(guó)的英特爾、高通注定異常艱難。

05、何時(shí)騰飛？

美國(guó)著名的ARK基金給出過(guò)一個(gè)大膽預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2030年，服務(wù)器CPU的市場(chǎng)占有率會(huì)有70%從X86轉(zhuǎn)變?yōu)锳RM架構(gòu)，這意味著英特爾會(huì)從絕對(duì)的霸主，交出寶座，而與此同時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)家千億級(jí)的新巨頭。

飛騰副總經(jīng)理王瑞彬表示：“相較于國(guó)際最先進(jìn)水平的CPU，目前國(guó)產(chǎn)CPU還有4到5年的差距，整個(gè)產(chǎn)業(yè)側(cè)也在不斷努力，希望能夠在未來(lái)3到5年內(nèi)將差距縮短至2年。”

整體來(lái)看，除去少有的兩家國(guó)產(chǎn)ARM CPU企業(yè)，大部分企業(yè)仍舊在融資與研發(fā)的過(guò)程中，尚無(wú)落地的芯片，具體何時(shí)出現(xiàn)真正的產(chǎn)品，業(yè)內(nèi)都在期待。

2023年，ARM CPU的熱度依舊。