國際主流CPU廠商發(fā)展戰(zhàn)略及對(duì)我國的影響

1、CPU企業(yè)商業(yè)模式與發(fā)展戰(zhàn)略

　　(1) Intel為代表的IDM模式

　　在國際主流CPU廠商中，Intel仍然在堅(jiān)持自主設(shè)計(jì)、自主制造、自主封裝和測試、自主銷售和推廣的傳統(tǒng)IDM模式。這種模式的好處是從設(shè)計(jì)到銷售的整個(gè)鏈條由Intel自己控制，在技術(shù)上使設(shè)計(jì)和制造互相融合、互相促進(jìn)、不斷優(yōu)化，發(fā)揮出先進(jìn)制造工藝的最大潛力。在商業(yè)上，由于Intel在桌面通用處理器市場已經(jīng)形成壟斷優(yōu)勢，IDM模式能夠?qū)⒗孀畲蠡?/p>

　　Intel能夠繼續(xù)采用這種模式源于其超強(qiáng)的資金、技術(shù)、市場推廣實(shí)力，以及圍繞x86處理器形成的龐大生態(tài)系統(tǒng)。Intel每年的研發(fā)投入高達(dá)100億美元，在制造工廠上的投入是50億美元，平均每兩年推出一個(gè)新的處理器架構(gòu)，每兩年將工藝升級(jí)一次，如此高的投入使得其他半導(dǎo)體公司難以仿效這種模式。

　　(2) IP和架構(gòu)授權(quán)的Chipless模式

　　成立于1990年的ARM公司首創(chuàng)了chipless模式，既不設(shè)計(jì)也不生產(chǎn)芯片，而是向半導(dǎo)體公司提供CPU、物理單元庫等IP核，以及培訓(xùn)、設(shè)計(jì)服務(wù)等，用成熟穩(wěn)定的IP核幫助芯片設(shè)計(jì)公司縮短產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。另一家嵌入式CPU廠商MIPS也是同樣的商業(yè)模式，但產(chǎn)品線和營業(yè)規(guī)模比ARM要小得多。

　　Chipless模式能夠成功的主要原因是研發(fā)新的32位或64位CPU需要巨額投資，如IBM開發(fā)Power7的投資達(dá)到32億美元，ARM每年的研發(fā)投入也達(dá)到1億美元以上。但市場競爭日趨激烈，產(chǎn)品生命周期不斷縮短，IC設(shè)計(jì)企業(yè)一方面無力承擔(dān)研發(fā)CPU的高昂成本，另一方面新CPU的生態(tài)系統(tǒng)需要漫長的培育期，風(fēng)險(xiǎn)也非常高。CPU IP核授權(quán)模式大大降低了芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)，通過利用商用CPU的成熟生態(tài)系統(tǒng)快速進(jìn)入市場，提高產(chǎn)品競爭力，因此大多數(shù)IC設(shè)計(jì)企業(yè)都在采用ARM或MIPS CPU核設(shè)計(jì)SoC產(chǎn)品。

2、國際范圍內(nèi)架構(gòu)授權(quán)的現(xiàn)狀

　　目前，獲得ARM架構(gòu)授權(quán)的企業(yè)有Qualcomm、Marvell和微軟等公司。這些公司獲得架構(gòu)授權(quán)的途徑和目的各不相同。Qualcomm通過正式的合約獲得ARM的架構(gòu)授權(quán)，Marvell從Intel手中購買了Xscale業(yè)務(wù)部及相應(yīng)的ARM架構(gòu)授權(quán)，這兩家公司設(shè)計(jì)的芯片向整機(jī)和系統(tǒng)廠商銷售。微軟在2010年10月剛剛獲得架構(gòu)授權(quán)，目的是開發(fā)支持ARM處理器的Windows操作系統(tǒng)，并針對(duì)ARM處理器進(jìn)行優(yōu)化。

　　獲得MIPS架構(gòu)授權(quán)的國外企業(yè)有Broadcom、Cavium、Netlogic、Renesas、PMC-Serria等。國內(nèi)企事業(yè)單位中，龍芯獲得32位和64位的架構(gòu)授權(quán)，君正獲得32位架構(gòu)授權(quán)，這兩家企業(yè)是在已經(jīng)通過正向設(shè)計(jì)完成CPU的設(shè)計(jì)后，為避免產(chǎn)業(yè)化過程中的專利糾紛向MIPS購買架構(gòu)授權(quán)，二者均具有獨(dú)立設(shè)計(jì)CPU的能力。獲得MIPS軟核授權(quán)的國內(nèi)企業(yè)有海爾、中興、海思、國民技術(shù)、炬力等，還有幾家未公開。

　　目前，獲得Power架構(gòu)授權(quán)的企業(yè)有Freescale、Tundra Semiconductor(被IDT收購)、Applied Micro Circuits Corporation(AMCC)、HCL Enterprise、Culturecom、P.A. Semi(被Apple收購)、Xilinx、Microsoft(Xbox360游戲機(jī)處理器)、Rapport、Sony(基于Power架構(gòu)開發(fā)PlayStation3游戲機(jī)處理器)、Nintendo(任天堂，開發(fā)Wii游戲機(jī)處理器)、Honeywell、Toshiba和Cray(用于超級(jí)計(jì)算機(jī))。

　　獲得Intel x86指令集架構(gòu)授權(quán)的企業(yè)有AMD、VIA等。在PC發(fā)展的早期，IBM為了確保穩(wěn)定的供貨來源，要求Intel將x86架構(gòu)授權(quán)給AMD，以此避免受到Intel的鉗制，AMD因此獲得x86架構(gòu)授權(quán)。VIA通過收購Cyrix和IDT的處理器部門獲得開發(fā)x86處理器的權(quán)利，但Cyrix和IDT并沒有購買Intel的x86指令集授權(quán)。Intel最初試圖通過打官司達(dá)到阻止Cyrix開發(fā)兼容x86指令集處理器的目的，經(jīng)過漫長的法律訴訟，Cyrix最終與Intel達(dá)成庭外和解，通過專利互換的方式獲得開發(fā)x86處理器的權(quán)利。2005年，北京大學(xué)通過AMD的技術(shù)轉(zhuǎn)讓獲得了x86指令集架構(gòu)授權(quán)。

　　通過以上分析可以看出，獲得CPU架構(gòu)授權(quán)的方式有多種。向CPU指令集的擁有者購買架構(gòu)授權(quán)是最直接的方式，這種方式的好處是能夠避免專利糾紛，但對(duì)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力、資金實(shí)力、談判實(shí)力有很高的要求，而且主動(dòng)權(quán)掌握在指令集的擁有者手中。收購已經(jīng)獲得架構(gòu)授權(quán)的企業(yè)是另一種方式，但出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是很不確定的，而且還面臨國外政府審查等法律障礙。如仿效Cyrix直接設(shè)計(jì)兼容x86指令集的處理器，雖然可能通過專利交叉授權(quán)間接獲得CPU架構(gòu)授權(quán)，但必然面臨繁瑣冗長的法律訴訟，尤其是在其他國家政府頻頻以知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)為由對(duì)我國施壓的情況下，這種方式的風(fēng)險(xiǎn)是相當(dāng)高的。

3、我國CPU企業(yè)獲得架構(gòu)授權(quán)的現(xiàn)狀及可能性分析

　　MIPS對(duì)國外企業(yè)的架構(gòu)授權(quán)較多，對(duì)中國企業(yè)進(jìn)行架構(gòu)授權(quán)在商業(yè)上沒有多少障礙。龍芯和君正已經(jīng)正向設(shè)計(jì)出兼容MIPS指令集的CPU，符合架構(gòu)授權(quán)對(duì)技術(shù)能力的要求。2009年6月，龍芯購買了MIPS32和MIPS64的架構(gòu)授權(quán)。2011年1月，君正正式購買了MIPS的架構(gòu)授權(quán)。據(jù)MIPS透露，還有幾家國內(nèi)企業(yè)也在設(shè)計(jì)兼容MIPS指令集的處理器，但還未公開。

　　2010年9月，蘇州國芯取得了IBM的PowerPC架構(gòu)和指令技術(shù)授權(quán)，可以開發(fā)與PowerPC指令集兼容的處理器。IBM出于擴(kuò)大Power陣營的目的，有可能通過戰(zhàn)略合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓等形式，將PowerPC架構(gòu)轉(zhuǎn)讓給更多的中國企業(yè)。

　　目前，還沒有國內(nèi)企業(yè)正式獲得ARM架構(gòu)授權(quán)。ARM選擇Qualcomm、Marvell和微軟做為架構(gòu)授權(quán)對(duì)象的目的是借助這些巨頭進(jìn)入更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。我國芯片設(shè)計(jì)企業(yè)在CPU和SoC設(shè)計(jì)上缺乏領(lǐng)先的獨(dú)家技術(shù)和足夠的市場影響力，處于不對(duì)等的不利地位，獲得ARM架構(gòu)授權(quán)的難度和代價(jià)會(huì)非常大。

4、對(duì)國產(chǎn)CPU發(fā)展的影響

　　購買商用CPU的架構(gòu)授權(quán)是充分利用已有的生態(tài)系統(tǒng)，加快發(fā)展國產(chǎn)CPU，實(shí)現(xiàn)自主可控的有效途徑之一。通過“引進(jìn)，消化，吸收，再創(chuàng)新”，充分利用國外企業(yè)已有的技術(shù)積累，能夠有效縮短與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距，利用成熟CPU的生態(tài)系統(tǒng)加快產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度，降低風(fēng)險(xiǎn)和成本。但這種方式也不可避免地受到原CPU指令集架構(gòu)的制約和限制，架構(gòu)的主導(dǎo)權(quán)和發(fā)展方向也不在我國企業(yè)的掌控當(dāng)中。如果不能對(duì)外進(jìn)行Sub-License，架構(gòu)授權(quán)的好處僅限于企業(yè)內(nèi)部，對(duì)國產(chǎn)CPU的整體發(fā)展幫助不大，無法實(shí)現(xiàn)替代國外CPU的目標(biāo)。