软银割让ARM,三星/英伟达意向收购,物联网市场风起云涌【物女心经】

原标题:软银割让ARM,三星/英伟达意向收购,物联网市场风起云涌【物女心经】

作者:彭昭(物联网智库创始人&云和资本合伙人)

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导 读

最近,物联网领域的大事件莫过于软银正在考虑对ARM进行出售或者公开上市。继苹果表示没兴趣,三星有可能成为ARM买家之后,英伟达也透露要积极参与收购。无论是被并购还是IPO,ARM的动向都将对物联网产业的格局产生深远的影响。同时,这次事件给了我们一次重新审视集成电路企业商业模式的机会。

全文字数:5500字,阅读时间:12分钟

物女皇:IoT时代主角之变

你好,这是我在【物女心经】专栏写的第189篇文章。

最近,物联网领域的大事件莫过于软银正在考虑对ARM进行出售或者公开上市。继苹果表示没兴趣,三星有可能成为ARM买家之后,英伟达也透露要积极参与收购。

公开信息显示,英国ARM公司成立于1990年,是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑采用ARM架构,并拥有1000+生态系统合作伙伴。从1991年到现在,出货超过1600亿颗基于ARM架构的芯片,苹果、三星、高通、华为、联发科等都离不开其架构的支撑。

2016年,软银以320亿美元的价格收购了ARM公司,成为欧洲科技史上的最大并购案。

买下ARM,孙正义有可能实现统一物联网江湖的梦想,掌握全球物联网之“芯”。他在2017年曾说:“我将把ARM交易视为我一生中最重要的交易。”

然而“理想很丰满,现实很残酷”,还没实现物联网野望的软银,因为太缺钱,不得不考虑忍痛割爱。

无论是被并购还是IPO,ARM的动向都将对物联网产业的格局产生深远的影响。同时,这次事件给了我们一次重新审视集成电路企业商业模式的机会。

因此在这篇文章中,我试图从一个新的角度观察芯片领域的发展。

01

解耦的力量

无论ARM最终的“归宿”如何,有一家公司都会比较受伤,那就是Intel。

与其说Intel与ARM之争,是复杂指令集CISC和精简指令集RISC之间的选择,或者高效能与低功耗之间的取舍,不如说是两者商业模式的对决。

Intel的商业模式历来是靠大投入、大批量来赚钱,自行研发、制造、出售的产品毛利高达50%,而且同一代的芯片,Intel的销量是竞争者的数倍乃至十几倍。因此她可以比其他公司多花几倍的经费来开发一种芯片。

在技术路径的选择上,Intel并不想一直拥抱早就已经被宣称“过时”的复杂指令集CISC,也曾尝试转到精简指令集RISC的道路上去。

无奈Intel推出的基于RISC的产品在当年并不是很成功,RISC的生态尚未健全也是原因之一。Intel发现转移到RISC,自己多年积累的优势将会消失。从此Intel走上了“违逆”潮流的道路,一门心思精专CISC。

Intel诞生大约20年后,在那个Intel芯片在个人电脑市场如日中天的时代,ARM横空出世。

ARM采用的是IP授权模式,这是一种在当时看来非常独特的经营模式。

ARM本身并不直接生产芯片,而是采用IP授权的方式,由其他厂商使用ARM的指令集架构,再融合各自的研发投入,最终整合形成处理器。

ARM的收入简单来说分两块,第一块是一次性对外授权的收入,第二块是客户每生产一颗芯片都要支付给ARM的一笔版税。

这种商业模式的销售规模相对较小,百颗ARM芯片的授权费,才相当于Intel卖一颗芯片的销售额。难怪Intel并未将ARM放在心上。

2015年ARM的营收是15亿美元,Intel的营收是517亿美元,ARM不到Intel的零头。

然而随着手机和平板电脑的崛起,大量的移动设备使用的不再是Intel的芯片,而是基于RISC的芯片,这逐步使得ARM的处理器在手机端处于近乎垄断的地位。

另外一个预示着ARM超越Intel的拐点事件,在今年刚刚发生。

在此前不久的WWDC发布会上,苹果宣布Mac电脑弃用Intel,将改用ARM处理器。这意味着在个人电脑处理器市场,ARM也具备了超越Intel的能力。

接下来,Wintel(Windows-Intel)联盟有可能逐步松动,Windows也许会转投ARM阵营。

各种迹象表明,如今的ARM已非吴下阿蒙,她把握住了科技潮水的方向。

与其说这次ARM与Intel的局势扭转,是ARM的胜利,不如说是背后支持ARM的整个RISC生态的胜利。

对比Intel与ARM的产业链,会发现两者有很大差异。

ARM利用便宜的价格进行大量的IP授权,不用投入高额资本用于工厂产线。

ARM坚持的这种模式,让其他厂商纷纷能以低价购买其IP授权,进行芯片的研发。众人拾柴火焰高,RISC逐步成为主流指令集,可谓时也、运也。

这无疑又是一次解耦思维的体现,在我的文章中,曾经多次介绍过这种思维。

在一个产业发展的早期阶段,一体化的解决方案几乎总是最优的,它可以缩短上市时间,提高产品性能。但是,一旦产业成熟并走向更好,总会出现一种趋势,推进生态和产品逐步变得解耦和模块化。

到这时,早期领导者的竞争优势就消失了,具备解耦思维的公司具有更强的生命力。

因为这种做法可以降低单一企业协调整个产业链条的风险,从而激发更多创新的诞生。各个企业之间形成合力,最终推进产业的整体性爆发。

解耦思维表达了一种基本规律,它几乎适用于已经观察到的全部领域。ARM的发展正是顺应了这一规律。

解耦有时候违反常规,因为它的背后往往意味着放弃控制权,比如ARM只专注于指令级架构,放弃对芯片的控制权,放弃对制造的控制权,甚至更多。

放权意味着克服对失去的恐惧,划清自己的边界,承担更高的风险。

我们再向前递推一步,ARM的模式是否可以被进一步解耦呢?

新的商业模式已经出现,RISC-V的开源硬件辟出了一条“另类”的发展路径。

在ARM诞生20年之后,RISC-V从加州大学柏克莱分校起步。

当时研究团队看到了ARM、MIPS和x86等指令集不仅越来越复杂,还有很多IP的法律问题。因此研究团队推出新的RISC-V指令集,它架构简单、完全开源并且免费。

这里要对指令集做一个说明。指令集是一套规范,分为硬件与软件两部分,是软件和硬件之间的界面。

软硬件之间的关系,恰如螺母和螺钉。如果把软件看做是螺母,硬件看做螺钉,那么指令集就是螺母和螺钉之间对接的尺寸标准。

螺母和螺钉都按照相同的尺寸标准去设计,即使由不同的厂商来生产,也可以保证最终所有的螺母都能拧到螺钉上。因此,指令集让软件和硬件工程师可以分别依据这套规范设计处理器芯片,最终形成产品。

我们可以进一步将指令集与架构设计分为三类:开放免费、可授权和封闭。

Intel属于封闭指令集+封闭设计,ARM属于可授权指令集+可授权设计,RISC-V则为全世界提供了开放免费指令集+开放免费设计的选择。

在物联网时代,智能终端的形态极为碎片化,随着市场对定制硬件需求的增多,以及越来越多的初创企业开始寻求构建高度定制化AI算法的方案,开源硬件的热度持续升温。

RISC-V逐步风行,其背后功臣“开源策略”是一种结果,而不是原因。根本原因是客户需要通过特定的体系结构和语言,来实现定制化的需求,开源硬件正好顺应了这个趋势。

从视觉上来说,相比ARM,RISC-V构建了一种更为解耦的联合体生态。

在RISC-V生态中,企业可以从多个处理器IP公司中进行选择,灵活性进一步增强,如果一个供应商提供的IP效果不佳,还可以选择别家。不过这也意味着,RISC-V的开源生态是一项重大的投资,需要多方参与才能取得长远的成功。

02

解耦之后的摩尔定律

在Intel的商业模式下,因为芯片设计与制造环节绑定相对紧密,Intel可以较好的控制发展节奏。由此其创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出了著名的摩尔定律:

“集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月增加一倍,将芯片的性能提高一倍,这是一种指数级的性能提升。”

摩尔定律并非自然规律,而且它描述了一种合力作用。这种合力不仅包含来自Intel的推力,也包含来自微软Windows的拉力。

因为从实用角度看,摩尔定律意味着芯片的价格每隔18个月下降一半。芯片集成度越高,晶体管的价格就越便宜。这一规律是非常可怕的,因为一个芯片公司付出同样的劳动,每隔18个月却只能获得以前收入的一半。

因此摩尔定律想要成功,必须找到最佳队友。从最终结果来看,Intel是幸运的,来自微软的操作系统Windows充当了拉力的作用,因此也就形成了著名的安迪-比尔定律。

从此在芯片领域,各个硬件厂商是靠软件开发商用光自己提供的硬件资源得以生存。Windows位于产业链的上游,它不断“吃掉”芯片性能提升带来的好处,由此刺激Intel的营收增长,带动摩尔定律总能梦想成真。

所以芯片位于整个生态链的下游,其健康发展离不开来自上游软件层面的拉动作用。在物联网时代,软件的拉力逐步被APP Store、通讯技术和云平台取代。

如今有不少声音认为摩尔定律已经失效,本文无意讨论这一论断是否正确。因为决定摩尔定律是否持续有效的,并非芯片企业单方面的意愿,而是整个产业生态形成的合力。我们不妨将视野扩大,从多家公司的做法,看清这种合力的走势。

1. ARM+苹果

在个人电脑时代,Intel+微软这对组合已经被验证是一对“黄金搭档”。如今,ARM和苹果正在将这个模式扩展到手机和平板电脑领域。

据软银财报,ARM在2017年到2019年的营收分别为18.31亿美元、18.36亿美元和18.98亿美元,这三年几乎没有增长。物联网市场并未如期爆发,拉力缺失是原因之一。

而苹果与ARM的合作,有可能令这一情况改观。前文已经提到,苹果宣布会从Intel改为ARM架构。为什么苹果会做出这一选择?

首先,Intel的芯片技术发展模式是Tick-Tock(工艺年-构架年,也被称为嘀嗒模式),一年一次处理器微架构的更新,一年一次芯片工艺的更新,周期总共为两年,不过到最后Intel将周期放缓成三年一轮回,使得苹果受Intel牵连,严重影响产品的更新进度。

其次,苹果认为Intel的x86架构已经非常老旧,它的存在就如同一座老旧城市,如果在上面盖城,无疑是盖上另一个老旧城市,会严重影响苹果的后续发展。

最后,多年的芯片研发投入卓有成效,苹果已经不满足于被其他厂家绑住,而是期待更加全面的掌控未来发展。

因此苹果的最终目标是所有Mac电脑全面改为ARM架构,打通macOS与iOS / iPadOS,让Mac电脑更好的与iPhone、iPad和Apple Watch等产品协同发展,实现统一的Apple生态系统。

2. RISC-V+阿里云

在物联网时代,由于终端极为碎片化,个人电脑和手机的成功不可复制,作为摩尔定律的延伸方向之一,云+端一体化的发展成为合理路径。

RISC-V和阿里在这一路径上身先士卒。2018年阿里宣布成立平头哥半导体正式进军芯片设计领域。2019年7月,阿里正式推出了玄铁910处理器内核,号称业界最强RISC-V处理器,并对外开放授权。

今年7月,全志科技宣布与阿里平头哥达成合作协议,将基于玄铁平台开发通用算力芯片,预计3年出货5000万颗。而能够消化这些出货量的场景,存在于智能家居、工业控制及智慧城市等领域。这些领域的应用作为上游,他们的发展有可能拉动RISC-V生态的快速发展。

阿里云在这些垂直场景的布局中具有一定的优势。最近,阿里云IoT与天猫精灵进行整合,共同构成的AIoT能力平台,更加充分的对外赋能。工业互联网+智能生活+智慧园区+智慧城市,阿里云形成了从新制造到新零售的无缝合体,力求帮助各行各业实现智能化升级。

阿里的破局之道不在于复制别人的模式,而是在于从0到1,将自身打造为顺应AIoT未来趋势的“新物种”,并且孵化出“新物种集团军”。面对未来,阿里并不希望成为一家智能硬件或者家电公司,而是将目标锁定于孵化出10个像小米米家这样的智能硬件品牌。

3. FPGA+微软

主动拆分Windows部门,“违反”安迪-比尔定律的微软,也在寻找新的增长合力。

摩尔定律被视为是硬件芯片自我实现的一条路径,但单依靠硬件性能的提升,已经无法满足AI和高性能计算与日俱增的需求,摩尔定律的延伸需要通过通信技术或者云平台来实现。

微软似乎早已看出,硬件+通信技术+云平台,正在取代安迪-比尔定律,成为一种新的合力。

在2015年前后,微软开始在其云计算服务Azure中,布局Project Catapult以太网连接加速计划。这一计划通过与以太网连接的FPGA(现场可编程门阵列),为数据中心的服务进行加速。

该方案在每台服务器的CPU和NIC(网卡)之间,放置一个有自己协议栈的FPGA。FPGA利用服务器之间的以太网进行互联通信,其本质是对CPU处理网络通信的功能进行卸载(Offload),由FPGA来专门处理服务器之间的通信。

这样可以实现“Analyze data as it moves”,在运动中处理数据。也就是说,当数据流量到达服务器之前,对于数据的处理就已经开始了。

这种计算能力的提高,并非通过芯片升级来实现,而是通过网络加速来实现。

微软Azure利用这些可编程的FPGA来路由、加密和压缩数据。我们也可以把这类技术称为SmartNIC(智能网卡)。

随着软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的发展,SmartNIC恰恰顺应趋势,驱动了数据中心虚拟化的发展。在网络上,如何实现网络的可扩展性、网络管理的可视化,使得整个网络智能化,这同样需要各种生态企业形成合力不断推动。

微软还不断增强自身在网络通信领域的技术实力。今年5月,微软宣布收购电信软件厂商Metaswitch Networks,这是继3月份收购5G云原生核心网、边缘计算供应商Affirmed Networks之后,微软在5G领域的又一动作。

难怪在今年分析师会议上,微软CEO纳德拉分析了微软通过边缘计算支持5G部署的雄心,他提到:微软是唯一一家在操作模型、开发环境和基础设施堆栈保持一致的基础上,延伸到边缘的云厂商。

03

IoT的主角之变

ARM是一把通往IoT时代的钥匙,而且她的未来存在不小的变数。

根据分析师的最新估计,ARM当前的估值约为440亿美元。如果ARM被这些玩家当中的某一家,比如苹果或者三星所控制的话,那么ARM独立性或将受到影响。

如果卖给英伟达,虽然不会改变其中立地位,但有可能造成新的垄断。

如果IPO或者被私募选中,那么在提升财务回报的压力之下,ARM授权费有可能持续提升,从而引发生态合作者的“断舍离”。

虽然英伟达和三星有意竞购,但将ARM卖给这些厂商并不一定是软银的最佳选择。

收购ARM不仅仅是钱的问题,还需要经过有业务往来的各国反垄断调查。基于ARM架构的处理器是世界上大多数智能手机的大脑,这也意味着,对于ARM的收购将会带来重大的监管问题。

无论是卖给苹果、三星还是英伟达,都会引发这一隐患,软银肯定不希望吸引监管机构的注意力。

根据目前的国际市场环境,中国公司买下ARM的可能性很小。

对于监管机构而言,可能可以接受的方案之一是ARM与电子设计自动化(EDA)的软件公司Cadence合并,因为Cadence不会与ARM或其客户竞争。巧合的是,Cadence首席执行官Lip-Bu Tan上个月才加入软银董事会。

不少国内的专家纷纷对ARM的给出自己的判断。根据《中国电子报》的采访,专家认为:“主业为非半导体的企业,比如谷歌、亚马逊、Facebook等,对ARM进行收购,会对原来ARM的客户影响最小,这也许是一个可行的选择。”

无论ARM的未来如何,都很有可能引发物联网的格局变迁。

本文小结:

  • 解耦思维表达了一种基本规律,它几乎适用于已经观察到的全部领域。ARM的发展正是顺应了这一规律。
  • 相比ARM,RISC-V构建了一种更为解耦的联合体生态。RISC-V的逐步风行,其背后功臣“开源策略”是一种结果,而不是原因。根本原因是客户需要通过特定的体系结构和语言,来实现定制化的需求,开源硬件正好顺应了这个趋势。
  • 芯片位于整个生态链的下游,其健康发展离不开来自上游软件层面的拉动作用。在物联网时代,软件的拉力逐步被APP Store、通讯技术和云平台取代。
  • 无论ARM的未来如何,都很有可能引发物联网的格局变迁。

参考资料:

1.《浪潮之巅》,作者:吴军,人民邮电出版社

2.SoftBank’s Arm attracts takeover interest, Bloomberg

3.SoftBank May Not Want Nvidia to Bite Off Its Arm, Bloomberg

4.ARM或被卖,谁该来接盘?,作者:李佳师,来源:中国电子报

5. 摩尔定律的突围,作者:陈亮,来源:半导体行业观察

6.[趋势情报] 关于RISC-V和开源处理器的一些解读,来源:台湾RISC-V联盟

7. 开源硬体为RISC-V处理器铺路,作者:Nitin Dahad,来源:EE Times

8. 苹果为何舍弃Intel 改用自研ARM处理器?分析告诉你原因,来源:mrmad.com.tw

9. 苹果起头之后,Windows电脑会投入ARM阵营吗?,来源:爱范儿

10. 不是ARM实现不了软银的物联网梦,可能是软银太缺钱,来源:ofweek

11. 新的商业模式正在出现!RISC-V开源硬件市场动力十足,来源:雷锋网

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