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體風波已經(jīng)證明，芯片不僅僅是科技領域的明珠，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“闖關游戲”。

第一關：芯片設計，怎么就那么難？

在現(xiàn)有的半導體產(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，自己只負責設計開發(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)務的計算需求，這也一度使得更適合進行AI訓練等的圖形處理器GPU炙手可熱、價格飆升。出于業(yè)務發(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AI能力并率先在內(nèi)部服務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、云計算等領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，進入Fabless芯片設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，但想要設計出合適的芯片，卻面臨著兩個先天難題：

1.技術上限。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。而芯片設計中涉及復雜的元器件，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芯片也在性能上達到了英偉達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應用、規(guī)?；慨a(chǎn)等有恰當?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)在云服務器、工業(yè)質檢、智慧城市等相關硬件應用中上線。

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難題，實現(xiàn)芯片的高性能突破，支持AI應用級場景，更低的使用成本及能耗。

第二關：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其沖，外國芯片制造商不得不停止為其進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算法領域的領頭者，同時也為AI芯片的基礎研發(fā)提供了充足的養(yǎng)分和基礎。

放眼中國互聯(lián)網(wǎng)和半導體產(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，就被應用于國內(nèi)首個中文開源深度學習框架飛槳（PaddlePaddle）、百度機器學習平臺（BML），支撐百度的搜索引擎、智能駕駛等業(yè)務，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。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習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)務賦能，等于極早建立起了軟硬件協(xié)同的中國半導體技術護城河，從根源上規(guī)避“卡脖子”的難題。

第三關：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，直接推動x86變成了CPU領域的行業(yè)標準，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應用放在谷歌云上訓練；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)自己的應用場景進行二次開發(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)鏈上的一些重要關卡，率先開啟了最新劇情，也讓中國半導體突圍中互聯(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進行AI架構的研發(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、技術體系等的充分支持，貿(mào)然進入只能是一場無疾而終的“消耗戰(zhàn)”。百度昆侖、鴻鵠系列都瞄準了云計算、AIoT等這些方興未艾的領域，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)腳跟能夠快速進入正向的技術投資回報周期。

2020年的芯片領域，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，則讓我們看到了風云變幻中的不變：縱然山長水遠，只要科技創(chuàng)新的“闖關”腳步永不停止，那么勝利就已寫好了結局。

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