上篇文章《ARM介紹1:發(fā)展史》中詳細介紹了ARM是如何從一個只有12名員工的小作坊,發(fā)展到如今科技界“教父”。那么屹立于科技浪潮之巔的ARM,是如何在殘酷的競爭中發(fā)展壯大的呢?本文將詳細介紹ARM的生存之道。 生存之道:從授權開始在傳統(tǒng)PC領域,半導體廠商一般有兩種路子可選。首先是Intel那樣的,從頭到尾自己大包大攬,架構和芯片的設計、生產(chǎn)一律不依靠任何人。其實,Intel早期也對外提供過x86指令集的授權,但很快就收了回來。 這樣做是需要極其雄厚、全方位的實力做保障的,得有錢、有人、有技術,特別是在半導體技術日益復雜的今天,能這么做的屈指可數(shù)。 好處當然也是很明顯的,不但能完全自己把握自己的命脈,利潤也是極其可觀,Intel幾乎任何產(chǎn)品都可以享受非常高的利潤,想賣多少錢就可以賣多少錢。 但是在移動領域內(nèi),這種“黑心”模式就行不通了,因為處理器在PC系統(tǒng)中的成本占比非常高,但是智能手機、平板機里往往不到10%,甚至不足5%,你再費勁也掙不到多少利潤。這同樣是Intel在移動領域推廣困難的關鍵原因之一。 另外一種是無工廠模式(Fabless)。NVIDIA就是這樣,AMD實在耗不過Intel就也變成了這樣。這類企業(yè)只是自己設計芯片,制造則交給代工廠,比如臺積電、聯(lián)電、GlobalFoundries、三星電子。 好處很明顯了,負擔很輕,自己只管設計就行了,不用耗費巨資去興建晶圓廠、開發(fā)新工藝,但壞處同樣很突出:你設計出來了,能否造出來、即便造出來又是個什么樣子你就無法做主了,得看代工伙伴的能耐。 這方面的教訓當然很多:臺積電40/28nm兩代工藝最初都很不成熟,產(chǎn)能也是遲遲上不來,讓整個行業(yè)為之拖累;GlobalFoundries 32nm工藝沒有達到AMD的預期水平,第一代FX/APU處理器的頻率和電壓就跟設計得差很多,28nm工藝吹了那么久直到現(xiàn)在才剛剛上路,迫使AMD一度放棄了整整一代的低功耗APU,不得不重新設計再去找臺積電。 ARM就跟他們完全不一樣了。它不制造、不銷售任何芯片,只是自己設計IP,包括指令集架構、微處理器、圖形核心、互連架構,然后誰喜歡就把授權賣給誰。客戶拿著ARM的IP可以自己想怎么干就怎么干。
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2018-4-27 15:17 上傳
ARM的經(jīng)營之道其實非常簡單,以三種不同的模式對外提供授權。 處理器授權ARM設計好一顆CPU或者GPU,然后授權賣給伙伴。買下它們后,你只能照著圖紙實現(xiàn),能發(fā)揮的地方不多,但是如何實現(xiàn)你就隨便了,比如配置哪些模塊、幾個核心、多少緩存、多高頻率、什么工藝、誰來代工等等。 ARM也會給你提供指導輔助,但如何將方案變成芯片、設定在什么規(guī)格,就看你的了。 處理器優(yōu)化包/物理IP包授權(POP):
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2018-4-27 15:17 上傳
如果你想做ARM處理器,但無奈實力有限,那怎么辦呢?ARM很貼心地準備了一系列的優(yōu)化處理器設計方案,你可以根據(jù)自己的需要,挑選合適的直接拿過去用。 這樣你可以快速搞出產(chǎn)品,代價也很低,當然能自由發(fā)揮的空間就小了,處理器類型、代工廠、工藝都是規(guī)定好的,比如Cortex-A12處理器,就要求你在臺積電使用28nmHPM工藝生產(chǎn),或者在GlobalFoundries使用28-SLP工藝。 架構/指令集授權如果你實力雄厚,可以僅購買ARM的架構/指令集(ARMv7、ARMv8),然后自己研究設計芯片,高通Krait、蘋果Swift就是典型代表。 這些自行設計的處理器和ARM的是指令集兼容的,但并沒有直接可比性,比如你不能說Krait 400、Cortex-A15誰更好更壞,它們是同一級別的不同實現(xiàn)方案而已。 ARM目前在全球擁有大約1000個授權合作、320家伙伴,但是敢于購買架構授權的,不過區(qū)區(qū)15家。 正是靠著如此眾多授權伙伴的支持,ARM處理器才獲得了25億顆的季度出貨量,歷史總量已經(jīng)達到500億顆。
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2018-4-27 15:17 上傳
Intel、AMD、NVIDIA最終都是通過賣芯片賺錢,ARM的收入則完全來自于IP授權,能賺多少完全取決于授權人、伙伴、客戶能實際造出來芯片,并且賣出去。 作為ARM的授權人,有兩部分錢是必須交的:前期授權費(up front license fee)、版稅(royalty)。其它收費項目還有不少,比如軟件工具、技術支持等等,但主要就是這兩個,分別占ARM總收入的大約33%、50%。 前期授權費一般少則100萬美元,多則1000萬美元(也可能更少或者更多),一次性付清。具體多少取決于所購授權技術的復雜程度,比如古老的ARM11就比最新的Cortex-A57便宜很多。 版稅則是每賣出一顆芯片交一點,通常是售價的1-2%。如果芯片是賣給其它企業(yè)或者消費者的,很好計算;如果是內(nèi)部消化,那就按照應有的市場價來定。 這兩項費用都是可以談判商量的,特別是在單一設計中使用多個ARM核心的話還有優(yōu)惠。 另外,要掏錢的只有CPU、GPU,總線、接口什么的免費附送。ARM MaliGPU圖形核心的地位遠不如其CPU,所以在費用方面也相對便宜一些,它和POP授權的版稅都是在CPU的基礎上額外征收(也就是累加)。 ARM版稅收取比例具體如下(每顆芯片售價比例): - ARM7/9/11:1.0-1.5%
- Cortex-A系列:1.5-2.0%
- ARM v8 Cortex-A系列:2.0%或更高
- Mali GPU:另外加0.75-1.25%
- POP:另外加0.5%
需要指出的是,POP授權的版稅是代工廠支付的,而不是授權客戶,并且按照晶圓數(shù)量計算,換算到每顆芯片就是大約0.5%。 購買ARM授權的談判一般會持續(xù)大概六個月,從買下授權到實際產(chǎn)品出貨并賺取手續(xù)得3-4年,而根據(jù)市場領域的不同,最長出貨時間為20年。 ARM 320家授權伙伴中,目前有一般正在掏錢,其他的要么在談判,要么還在開發(fā)。每一年,ARM的授權伙伴就會增加30-40家。 你應該也能想到了,不是每個買了授權的公司都能順利“下蛋”,約有20%的要么被收購,要么設計失敗,這時候ARM自然就收不到版稅了。 盡管生態(tài)系統(tǒng)龐大,ARM的總收入依然處于很低的檔次,2012年才不過9.131億美元。作為對比,Intel同期收入533.41億美元,凈利潤110.05億美元,今年第一季度就收入125.8億美元、凈利潤20.45億美元。一個季度的利潤就比你兩年的收入還多。
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2018-4-27 15:17 上傳
細談授權類型雖然之前說了三種ARM授權方式,但那是根據(jù)技術劃分的高級別類型,按照授權對象、用途來說有很多種方式。 學術授權:事實上是免費的,當然只面向高校、科研機構。 DesignStart(設計入門):方便半導體企業(yè)低成本、低風險、快速了解ARM IP,非常便宜。基于以上兩項授權設計出來的芯片不能銷售,只能用于內(nèi)部研究。 單用途授權:如果你只想在某一個特定領域使用ARM技術,可以選擇這類。Cortex-A系列的單用途授權費前期約為100萬美元,每顆芯片版稅約2%。這種授權非常適合創(chuàng)業(yè)公司,或者目標明確的特定設計項目。 多用途授權:適合大型企業(yè),可用于多種產(chǎn)品。授權費當然要貴一些,但是在一定時間內(nèi)(比如說3年),你買來的授權技術可以盡可能地設計更多芯片,可以隨便用在任何產(chǎn)品中,但是期限過后,你就不能再做新的設計了,必須續(xù)費。 終身多用途授權:買了這種就可以一直用下去,不過說是終身,其實一般也就10-20年,工業(yè)領域比消費領域更長一些。 訂購授權:大企業(yè)可以據(jù)此購買ARM一整套產(chǎn)品的技術,而且可以延續(xù)很多年,內(nèi)部就可以毫無顧忌地大膽研發(fā)。當然這種授權也是代價不菲,往往需要幾千萬美元。 架構授權:這個不重復了。高通、蘋果、Marvell是典型代表,總共不過15家而已。 此外,ARM每研發(fā)新一代處理器IP,都會挑選最多三家伙伴與其密切合作,以確保研發(fā)順利,并且能在第一時間得到應用。 這些被選中的幸運公司能比其它授權者更早地了解ARM的新設計,因此可以在新產(chǎn)品研發(fā)上占據(jù)領先地位,不過他們也要幫助ARM進行調試、測試,甚至直接向ARM提供反饋。
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2018-4-27 15:17 上傳
ARM的市場份額2012年,ARM授權處理器全球總出貨量高達87億顆。這么多芯片都用在了哪里?對于普通消費者來說,智能手機和平板機里是最顯眼的,ARM在這里的份額也的確非常高,超過了90%,但事實上,更大批量的ARM處理器來自企業(yè)、數(shù)字家庭、工業(yè)嵌入式等領域。 而且需要注意的是,ARM處理器架構眾多,適用范圍也很廣,往往一臺設備里有不止一顆ARM芯片,比如智能手機中除了應用處理器,還有基帶等。 具體如下表(橫向指標分別為2012年設備出貨量、平均每臺設備的芯片數(shù)量、總的芯片數(shù)量、ARM芯片數(shù)量、ARM份額):
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2018-4-27 15:17 上傳
智能手機去年出貨7.3億部,吸收了22億顆ARM芯片,單一分類中是最多的。非智能的功能手機也很猛,4.6億部設備11億顆芯片,ARM的份額也高達95%。 其它ARM芯片分布和份額:低端語音設備7億顆95%、便攜式多媒體播放器2.2億顆90%、移動計算設備(平板機/上網(wǎng)本/筆記本)1.6億顆40%、數(shù)碼相機1.8億顆80%、數(shù)字電視和機頂盒2.9億顆45%、網(wǎng)絡設備4.2億顆35%、打印機8500萬塊70%、硬盤和固態(tài)硬盤6.2億顆90%、汽車2.1億顆8%、智能卡7.1億顆13%、微控制器15億顆18%、其它3億顆15%。 總體而言,ARM的份額為32%,而在過去幾年中每年都會提高3-4個百分點,2007年的時候還只有17%。
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2018-4-27 15:17 上傳
ARM認為,智能手機、移動計算、數(shù)字電視和機頂盒、網(wǎng)絡、微控制器是其未來發(fā)展的重點領域,年復合增長率最高可達25%,2017年的時候將分別增長到68億顆、8.5億顆、20億顆、17億顆、114億顆。而功能手機將在四年后基本消失,而在臺式機、服務器領域,ARM將從無到有,五年后達到2億顆。
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