ARM路线难圆自主CPU之梦

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www.eet-china.com, Nov. 19, 2022 – 

先了解一下AMR授权模式

几十年来，ARM公司一直是芯片架构开发的领军者，专注于ARM指令集架构和处理器内核设计。这家成立于1990年，总部位于英国剑桥的企业在2016年9月被日本电信巨头软银(Softbank)收购。ARM的商业模式很独特，它自身不向市场出售成品芯片，而是将其研发的指令集架构和处理器IP内核技术授权给芯片设计公司使用，并收取一次性的许可费和按芯片销售量计算的版税。2021年，全球范围内使用ARM技术的芯片出货量已高达292亿颗，公司营收27亿美元。

ARM的授权许可主要有两种：架构许可协议（Architecture License Agreement，ALA）和技术许可协议（Technology License Agreement，TLA）。其中ALA允许客户基于ARM的指令集架构来自行定制设计处理器IP核，比如苹果的芯片；TLA允许客户直接购买ARM设计好的IP核来用，并可在上面做少量修改，如高通的骁龙系列芯片。相比较，TLA收费要比ALA高。目前，已有超过100家公司与ARM签订了许可协议，包括高通、三星、苹果、华为、飞腾、联发科等。

ARM的这一商业模式可以帮助众多芯片设计公司降低技术门槛，缩短研发周期,快速上市高性能CPU，并共享ARM的生态。比如2019年华为推出的麒麟990系列手机芯片就是基于ARM 在2018年发布的Cortex-A76核，前后相差仅一年左右的时间。而如果要从零自己开始迭代开发一款A76级别的CPU核，预计要8-10年时间。因此，对于国内做ARM芯片的企业而言，只要能够买到ARM最新的IP核，再把后端设计委托给台湾世芯这类企业，然后找台积电等晶圆厂代工，就能在技术储备不足的情况下，短平快地开发出一款ARM CPU。据媒体报道，台湾世芯公司就曾为飞腾PC与服务器CPU产品提供ASIC设计服务，2020年飞腾为世芯贡献了约39%的营业收入。

国产ARM 芯片的尴尬处境

目前，在国内的PC和服务器领域，国产ARM CPU主要有三类玩家：自产自用型、政策红利型和纯商业型。第一类以阿里倚天710为代表，与国外苹果、亚马逊、谷歌等企业的做法类似，自研ARM芯片主要是为了满足自身业务需求，不直接对外公开销售。第二类是政策红利型，以华为、飞腾为代表，通过将ARM芯片包装成自主CPU并设法拿到信创牌照，以党政国企事业单位为主打市场。第三类是纯商业型的IC设计公司，如成立于2021年的初创企业启灵芯，试图在商用市场上用ARM CPU来替代x86芯片。

对于上述后两类国产ARM芯片而言，近两年的发展正陷入越来越大的困境。一方面在商用市场上，过去十年来，ARM服务器CPU一直不愠不火，曾一度染指这一品类的AMD、高通等大厂都已相继退出，凯为/美满电子在坚持了一阵后也开始裁员，国内的华芯通更是直接关门大吉，就在今年8月，成立不到一年的初创企业启灵芯也宣告停止运营。

另一方面，在政策引导性比较强的信创市场，业界对于华为、飞腾等国产ARM芯片的自主性的质疑也越来越大。特别是受美国禁令影响导致国内企业迟迟拿不到AMR最新架构授权，俄乌战争后英国直接制裁俄罗斯ARM芯片企业，ARM公司起诉高通侵犯其知识产权等一系列事件的发生，使得华为等国产ARM芯片能否实现自主创新，能否持续发展下去，都成了一个又一个的大问号。

ARM授权模式对中国信创产业的重大风险

（一）中国芯片企业至今没拿到Armv9的最新许可

2021年3月，ARM公司正式宣布推出最新的Armv9架构，宣称这是自10年前Armv8推出以来的首次重大变革，将用于未来3000亿ARM芯片中，涉及手机、笔记本电脑、台式机、云计算、高性能计算、汽车和AI等广泛领域。然而，这样一款如此重要的里程碑式架构技术，由于受美国禁令的影响，国内ARM芯片公司能否顺利买到、何时能买到、以多大代价买到Armv9架构授权，却仍是未知数。据业内人士透露，Armv9已发布一年多时间，至今还没有一家中国企业拿到授权许可。

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