摘要：蘋(píng)果公司棄用Intel芯片而自研Mac電腦處理器芯片，對(duì)Intel公司無(wú)疑是一個(gè)噩耗，業(yè)界引發(fā)了很大震動(dòng)，也引發(fā)了對(duì)幾個(gè)問(wèn)題的討論和思考。整機(jī)大廠自研芯片是大潮流嗎？高技術(shù)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化的分工協(xié)作還能持續(xù)嗎？企業(yè)內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新鏈上下游合作很有優(yōu)勢(shì)，單純芯片設(shè)計(jì)公司還有發(fā)展空間嗎？本文拋磚引玉，希望與讀者探討對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題的看法。
2020年4月24日，彭博社報(bào)道蘋(píng)果公司正在基于iPhone最新一代的A14芯片，開(kāi)發(fā)Mac電腦處理器，代號(hào)為“Kalamata”，計(jì)劃中首批Mac電腦處理器將具有8個(gè)高性能內(nèi)核，至少4個(gè)節(jié)能內(nèi)核。報(bào)道還指出，蘋(píng)果公司計(jì)劃將于2021年銷(xiāo)售搭載自研處理器的MacBook系列電腦。
全球肆虐的新冠疫情并沒(méi)有減緩蘋(píng)果公司這個(gè)野心勃勃的計(jì)劃，它反而被提前完成。北京時(shí)間2020年11月11日凌晨2點(diǎn)，蘋(píng)果公司在Apple Park舉辦的發(fā)布會(huì)上，推出了搭載了自研處理器芯片M1的MacBook Air、Pro和mini。M1芯片基于ARM架構(gòu)開(kāi)發(fā)，擁有4個(gè)高性能的Firestorm CPU核和4個(gè)高效率的Icestorm CPU核，以及8核心的GPU。M1采用5nm工藝制作，在大約120mm?的芯片上集成了約160億只晶體管。
圖1.蘋(píng)果公司自研的Mac電腦處理器芯片Apple M1
過(guò)去的十幾年里，蘋(píng)果公司不但自研了手機(jī)的A系列芯片，還推出了iPad的A系列衍生芯片、Airpods上用的H系列藍(lán)牙芯片、AppleWatch上用的W系列芯片。從此以后，蘋(píng)果公司旗下的所有硬件平臺(tái)都用上了自研的芯片。蘋(píng)果公司的iPhone、iPad和MacBook等產(chǎn)品處理器平臺(tái)也都統(tǒng)一到ARM架構(gòu)之下，為今后的處理器升級(jí)和用戶生態(tài)對(duì)接鋪平了道路。蘋(píng)果公司今后可以方便地管控自己產(chǎn)品的性能，使三個(gè)平臺(tái)上應(yīng)用的用戶體驗(yàn)更加出色。
蘋(píng)果公司的電腦處理器共經(jīng)歷了四次CPU架構(gòu)遷移，第一次是1984年，從Macintosh 128k開(kāi)始，CPU從原來(lái)MOS Technology的6502處理器轉(zhuǎn)換到了Motorola的68000處理器；第二次是在1994年，CPU改換為IBM PowerPC處理器；第三次是在2005年，喬布斯宣布采用Intel X86處理器。現(xiàn)在則是第四次，蘋(píng)果公司拋棄了Intel X86處理器，今后將采用自研的基于ARM架構(gòu)的處理器。
分析人士認(rèn)為，蘋(píng)果公司自研所有產(chǎn)品的處理器芯片，并把多個(gè)平臺(tái)處理器都統(tǒng)一到ARM架構(gòu)上來(lái)，帶來(lái)了三方面的好處。首先是Mac、iPhone、iPad等產(chǎn)品將更容易統(tǒng)一應(yīng)用程序生態(tài)。無(wú)論是開(kāi)發(fā)者或者消費(fèi)者，一致性的系統(tǒng)體驗(yàn)感覺(jué)都會(huì)更好。其次，自研處理器可以更好地控制產(chǎn)品性能、用戶體驗(yàn)和產(chǎn)品成本，這將給蘋(píng)果帶來(lái)更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。第三，可以與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開(kāi)，切斷對(duì)外來(lái)處理器芯片的依賴，自主掌控產(chǎn)品迭代升級(jí)的節(jié)奏。這些都將會(huì)進(jìn)一步提升蘋(píng)果公司產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
蘋(píng)果公司棄用Intel CPU而自研Mac電腦處理器，這是兩家全球最受矚目的科技公司發(fā)生的具有標(biāo)志性大事件，自然在業(yè)界引起了震動(dòng)和討論。它標(biāo)志著整機(jī)大廠自研芯片成為一種趨勢(shì)，也標(biāo)志著即使是老牌龍頭老大如果創(chuàng)新步伐慢了，照樣會(huì)變成“昨日黃花”而被拋棄。它給我們留下的思考包括：1.整機(jī)大廠自研芯片是大潮流嗎？2.高技術(shù)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化的分工協(xié)作時(shí)代結(jié)束了嗎？3.企業(yè)內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新鏈上下游合作很有優(yōu)勢(shì)，單純芯片設(shè)計(jì)公司還有發(fā)展空間嗎？
要思考和回答這些問(wèn)題，可能先要了解芯片產(chǎn)業(yè)鏈的組織方式。即研究清楚整機(jī)企業(yè)和芯片產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)系，圍繞著技術(shù)迭代升級(jí)閉環(huán)，各類(lèi)企業(yè)如何組織與合作才能更有創(chuàng)新力和競(jìng)爭(zhēng)力。
一、芯片產(chǎn)業(yè)鏈組織方式的三種變化
芯片產(chǎn)業(yè)鏈加上整機(jī)企業(yè)一起考慮的話，從集成電路（芯片，IC）發(fā)明到現(xiàn)在，芯片產(chǎn)業(yè)鏈共有三種組織方式，如圖2、3、4所示。在不同的歷史時(shí)期，由于技術(shù)發(fā)展水平和社會(huì)環(huán)境不同，芯片產(chǎn)業(yè)鏈也形成了當(dāng)時(shí)的特點(diǎn)。方式Ⅰ和方式Ⅱ以芯片代工廠出現(xiàn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在當(dāng)前時(shí)點(diǎn)上，三種方式共同存在，但有向著方式Ⅲ轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。
圖2.芯片代工廠出現(xiàn)之前的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)
方式Ⅰ是芯片代工廠（Foundry）出現(xiàn)之前的情況，如圖2所示。產(chǎn)業(yè)鏈上只有整機(jī)企業(yè)和垂直整合（IDM）模式的芯片企業(yè)。從1958年芯片發(fā)明到1987年臺(tái)積電（TSMC）成立之前約30年間，IC企業(yè)基本上都兼顧設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試各環(huán)節(jié)，芯片也是由IC企業(yè)直接銷(xiāo)售，行業(yè)上稱(chēng)為垂直整合工廠（IDM，Integrated Device Manufacture）。IDM也有人稱(chēng)為綜合發(fā)展模型，或者國(guó)際整合元件制造商。簡(jiǎn)單地說(shuō)，IDM模式的IC企業(yè)就是什么都自己干，企業(yè)依靠銷(xiāo)售芯片而發(fā)展。這個(gè)時(shí)期的IC企業(yè)是陽(yáng)春白雪，十分高大上。因?yàn)橥顿Y巨大，技術(shù)高級(jí)而神秘，整機(jī)企業(yè)對(duì)IC企業(yè)既仰慕又信賴，芯片是怎么設(shè)計(jì)的整機(jī)就怎么用，很少有商量的余地。除非整機(jī)廠向IC企業(yè)出高價(jià)委托定制芯片。
圖3.芯片代工廠出現(xiàn)之后的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)
方式Ⅱ是芯片代工廠出現(xiàn)之后的情況，如圖3所示。臺(tái)積電的成立改變了芯片產(chǎn)業(yè)鏈的格局，把IC設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)各階段的工作分拆開(kāi)來(lái)，由不同的公司來(lái)完成，專(zhuān)業(yè)的人專(zhuān)注地干專(zhuān)業(yè)的事。業(yè)界就出現(xiàn)了IC設(shè)計(jì)公司（Fabless）、IC制造工廠（Foundry）和IC封測(cè)企業(yè)，形成了芯片產(chǎn)業(yè)鏈全球化分工協(xié)作的格局。由此可以說(shuō)兩點(diǎn)：1.華人改變了世界芯片產(chǎn)業(yè)的格局。2.芯片代工模式為中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。直接的例證一是臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)成為世界IC產(chǎn)業(yè)的重要地區(qū)。二是近十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司如雨后春筍般創(chuàng)立和發(fā)展。三是華為海思、紫光展銳等一批公司快速躋身世界Fabless前20強(qiáng)的方陣。
這時(shí)期的芯片產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)方式Ⅰ和方式Ⅱ并存的局面。同時(shí)，IDM企業(yè)和IC設(shè)計(jì)公司的兼并與重組，IC制造企業(yè)和封測(cè)企業(yè)的聯(lián)合與整合一度成為行業(yè)煥發(fā)勃勃生機(jī)的動(dòng)力。這一時(shí)期國(guó)際環(huán)境風(fēng)和日麗，十分適合于國(guó)際化分工協(xié)作。IC設(shè)計(jì)企業(yè)依托制造企業(yè)和封測(cè)企業(yè)的創(chuàng)新支撐，攜手整機(jī)企業(yè)不斷地開(kāi)發(fā)出性能優(yōu)異的芯片，推動(dòng)了移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等整機(jī)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
圖4.整機(jī)企業(yè)參與IC設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)（部分或全部）的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)
方式Ⅲ是近十多年來(lái)才出現(xiàn)的情況，如圖4所示。整機(jī)企業(yè)逐步認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)創(chuàng)新和源頭創(chuàng)新重要性，開(kāi)始涉足芯片設(shè)計(jì)，從整機(jī)系統(tǒng)自上而下地定義芯片，以芯片功能提升和創(chuàng)新來(lái)提高整機(jī)產(chǎn)品的性能和競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也可保證供應(yīng)鏈的安全。產(chǎn)業(yè)鏈方式Ⅲ是企業(yè)應(yīng)對(duì)行業(yè)激烈技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)、創(chuàng)新步伐加快的必然選擇，也是在國(guó)際環(huán)境風(fēng)云激蕩的情況下，產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全不太確定，企業(yè)需要自己營(yíng)造技術(shù)迭代升級(jí)循環(huán)的必然選擇。例如華為不但要有打造“備胎”的IC設(shè)計(jì)公司，而且還要全面布局根技術(shù)，向IC制造、IC封測(cè)，甚至設(shè)備和材料方面進(jìn)軍。
中美貿(mào)易戰(zhàn)和科技戰(zhàn)是芯片產(chǎn)業(yè)鏈由方式Ⅱ向方式Ⅲ過(guò)渡的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
二、整機(jī)大廠自研芯片是歷史潮流嗎？
其實(shí)，早在2020年4月份，外媒就報(bào)道了蘋(píng)果公司自研Mac電腦處理器的消息，現(xiàn)在使用自研處理器芯片M1的MacBook Air、Pro、mini產(chǎn)品已在“11.11”的大日子公布。無(wú)獨(dú)有偶，2020年4月15日，外媒報(bào)道了谷歌公司自研的代號(hào)為Whitechapel的SoC芯片已經(jīng)成功流片，預(yù)計(jì)2021年將率先部署在自己的Pixel手機(jī)中，并可以用在谷歌公司的網(wǎng)絡(luò)筆記本Chromebook之中。
在國(guó)內(nèi)，華為十多年前就全面布局自研芯片，今天才有麒麟、升騰、鯤鵬、巴龍、天罡、凌霄、鴻鵠等系列，以及高清機(jī)頂盒、視頻監(jiān)控、智慧屏等系列芯片一夜之間“備胎”轉(zhuǎn)正，可以用來(lái)補(bǔ)我們的“短板”。其實(shí)，華為和中興都已有二十多年的交換機(jī)芯片自研歷史，因?yàn)橛迷诟髯缘慕粨Q機(jī)設(shè)備之中，并不為外界所了解。正是因?yàn)樗麄兌加凶匝械慕粨Q機(jī)芯片，才促進(jìn)了兩家公司通信技術(shù)的深度創(chuàng)新，才打破了國(guó)外通信芯片的壟斷，才使性價(jià)比極高的通信設(shè)備遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)外。其它領(lǐng)域也有自研芯片較早的公司，例如打印機(jī)大廠納思達(dá)有芯片公司艾派克微電子，電動(dòng)汽車(chē)大廠比亞迪有芯片公司比亞迪微電子。雖然國(guó)內(nèi)家電大廠自研芯片起步較晚，但最近幾年都有所行動(dòng)。格力、美的、康佳、創(chuàng)維、小米、OPPO等都紛紛成立自己的芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)或者設(shè)立芯片子公司。
筆者認(rèn)為整機(jī)大廠自研芯片是一個(gè)大的潮流，而且有愈演愈烈之勢(shì)。分析其原因，首先，從圖4的方式Ⅲ可以看到，整機(jī)大廠自研芯片，是可以大大縮短技術(shù)創(chuàng)新和迭代升級(jí)循環(huán)。在大廠內(nèi)部的整機(jī)設(shè)計(jì)和芯片設(shè)計(jì)技術(shù)合作，與社會(huì)化的技術(shù)合作相比，效率更高、更加穩(wěn)定和具有安全保障。其次，大廠的整機(jī)設(shè)計(jì)可以全方位技術(shù)創(chuàng)新，而不是像之前那樣，外購(gòu)的芯片怎么設(shè)計(jì)整機(jī)就只能怎么用，完全沒(méi)有創(chuàng)新的空間，只能被動(dòng)地技術(shù)跟隨。第三，大廠自研芯片也是出于供應(yīng)鏈安全的考慮，因此，華為稱(chēng)這種安排叫做“備胎計(jì)劃”。
三、專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化分工協(xié)作能繼續(xù)嗎？
專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化分工協(xié)作，包括國(guó)際化分工協(xié)作是科技工作的理想。讓專(zhuān)業(yè)的人干專(zhuān)業(yè)的事，把每個(gè)部分的工作做到極致最好。這是芯片代工廠出現(xiàn)30多年以來(lái)，芯片人一直追求的目標(biāo)。但是，專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化分工離不開(kāi)兩個(gè)大環(huán)境的支持，一個(gè)是國(guó)際大環(huán)境，另一個(gè)是國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)大環(huán)境。國(guó)際大環(huán)境對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)鏈專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化分工有著決定性影響。中美貿(mào)易戰(zhàn)也充分印證了這一點(diǎn)。中美貿(mào)易戰(zhàn)之前，芯片產(chǎn)業(yè)國(guó)際化分工協(xié)作非常順利，現(xiàn)在這種局面遭到嚴(yán)重破壞。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)大環(huán)境包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)環(huán)境、良性競(jìng)爭(zhēng)氛圍等。
如果國(guó)際關(guān)系不穩(wěn)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)境惡劣，由不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同企業(yè)串聯(lián)起來(lái)的芯片產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈、迭代升級(jí)鏈?zhǔn)鞘执嗳醯模苋菀讛嗔选＿@時(shí)整機(jī)企業(yè)為了尋求自保，就一定要盡可能地在自己企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部，搭建可控的穩(wěn)定的供應(yīng)鏈、創(chuàng)新鏈。整機(jī)大廠自研芯片就是一種潮流。中小企業(yè)沒(méi)有這個(gè)搭建能力，就只能參與專(zhuān)業(yè)化社會(huì)化分工協(xié)作，或者聯(lián)合起來(lái)“抱團(tuán)取暖”。
四、單純芯片設(shè)計(jì)公司有發(fā)展空間嗎？
2000年國(guó)家出臺(tái)了鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的18號(hào)文件，政策支持加上八個(gè)國(guó)家級(jí)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)化基地的促進(jìn)，孵化出了一批本土IC設(shè)計(jì)公司，2014年國(guó)家又出臺(tái)國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要，全國(guó)IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量由2014年約800多家猛增到了2019年的1780多家，隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)和科技戰(zhàn)的進(jìn)展，預(yù)計(jì)IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量還會(huì)進(jìn)一步增加。面對(duì)整機(jī)大廠紛紛自研芯片，單純芯片設(shè)計(jì)公司還有發(fā)展空間嗎？要回答這個(gè)問(wèn)題，建議把IC設(shè)計(jì)公司分為A、B、C三類(lèi)。
A類(lèi)IC設(shè)計(jì)公司是由整機(jī)大廠派生的IC設(shè)計(jì)公司，主要產(chǎn)品為母公司整機(jī)系統(tǒng)配套，實(shí)際上是符合產(chǎn)業(yè)鏈方式Ⅲ的特點(diǎn)，他們的發(fā)展沒(méi)有太大問(wèn)題，例如華為的海思、中興的中興微電子、比亞迪的比亞迪微電子、納思達(dá)的艾派克微電子等。
B類(lèi)IC設(shè)計(jì)公司是擁有核心技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù)，例如IP、算法和專(zhuān)利等；或者有用這些技術(shù)開(kāi)發(fā)的芯片出售，這類(lèi)公司當(dāng)然會(huì)有很大的發(fā)展?jié)摿Α＜幢阏麢C(jī)廠自研同類(lèi)芯片，只會(huì)擠占部分芯片的市場(chǎng)份額，但核心技術(shù)方面的收入不會(huì)損失太多。就像美國(guó)的高通、臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科、國(guó)內(nèi)的紫光展銳、匯頂科技等企業(yè)。
C類(lèi)IC設(shè)計(jì)公司缺少核心技術(shù)，只會(huì)用別人的設(shè)計(jì)工具、別人的共性技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)芯片，其發(fā)展空間就很有限。這類(lèi)公司進(jìn)入門(mén)檻低，競(jìng)爭(zhēng)者本來(lái)就很多，芯片賣(mài)著白菜價(jià)，如果整機(jī)企業(yè)拿著同樣的設(shè)計(jì)工具，同樣的共性技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)自用的同類(lèi)芯片，留給C類(lèi)公司的發(fā)展空間很有限，銷(xiāo)售不佳就只能倒閉關(guān)門(mén)。
所以，雖然國(guó)內(nèi)整機(jī)市場(chǎng)規(guī)模很大，芯片市場(chǎng)的發(fā)展空間也很大，但是在今天這個(gè)技術(shù)發(fā)展日新月異，技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化的時(shí)代，整機(jī)廠家紛紛自研芯片后，留給沒(méi)有核心技術(shù)的單純IC設(shè)計(jì)公司的發(fā)展空間十分有限，只有那些具有核心技術(shù)，能積極與產(chǎn)業(yè)鏈上下游結(jié)合，形成緊密迭代升級(jí)閉環(huán)的IC設(shè)計(jì)企業(yè)才能立于不敗之地。
結(jié)語(yǔ)：圍繞著整機(jī)大廠自研芯片的話題，分析了整機(jī)和芯片產(chǎn)業(yè)鏈的組織方式和發(fā)展歷史，在歷史和技術(shù)發(fā)展的不同階段，不同方式產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)也會(huì)此消彼長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)地變化。因此，不同時(shí)期人們的選擇也就不同，發(fā)展潮流也會(huì)有所變化。如果國(guó)際關(guān)系風(fēng)和日麗，國(guó)際化、專(zhuān)業(yè)化和社會(huì)化分工協(xié)作將是主旋律，如果國(guó)際關(guān)系惡化，產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的安全將會(huì)是企業(yè)家首先要考慮的問(wèn)題。