國際主流CPU廠(chǎng)商發(fā)展戰略及對我國的影響

1、CPU企業(yè)商業(yè)模式與發(fā)展戰略

　　(1) Intel為代表的IDM模式

　　在國際主流CPU廠(chǎng)商中，Intel仍然在堅持自主設計、自主制造、自主封裝和測試、自主銷(xiāo)售和推廣的傳統IDM模式。這種模式的好處是從設計到銷(xiāo)售的整個(gè)鏈條由Intel自己控制，在技術(shù)上使設計和制造互相融合、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(chǎng)已經(jīng)形成壟斷優(yōu)勢，IDM模式能夠將利益最大化。

　　Intel能夠繼續采用這種模式源于其超強的資金、技術(shù)、市場(chǎng)推廣實(shí)力，以及圍繞x86處理器形成的龐大生態(tài)系統。Intel每年的研發(fā)投入高達100億美元，在制造工廠(chǎng)上的投入是50億美元，平均每?jì)赡晖瞥鲆粋€(gè)新的處理器架構，每?jì)赡陮⒐に嚿壱淮?，如此高的投入使得其他半導體公司難以仿效這種模式。

　　(2) IP和架構授權的Chipless模式

　　成立于1990年的ARM公司首創(chuàng )了chipless模式，既不設計也不生產(chǎn)芯片，而是向半導體公司提供CPU、物理單元庫等IP核，以及培訓、設計服務(wù)等，用成熟穩定的IP核幫助芯片設計公司縮短產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)周期。另一家嵌入式CPU廠(chǎng)商MIPS也是同樣的商業(yè)模式，但產(chǎn)品線(xiàn)和營(yíng)業(yè)規模比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(kāi)發(fā)Power7的投資達到32億美元，ARM每年的研發(fā)投入也達到1億美元以上。但市場(chǎng)競爭日趨激烈，產(chǎn)品生命周期不斷縮短，IC設計企業(yè)一方面無(wú)力承擔研發(fā)CPU的高昂成本，另一方面新CPU的生態(tài)系統需要漫長(cháng)的培育期，風(fēng)險也非常高。CPU IP核授權模式大大降低了芯片設計企業(yè)的研發(fā)成本和風(fēng)險，通過(guò)利用商用CPU的成熟生態(tài)系統快速進(jìn)入市場(chǎng)，提高產(chǎn)品競爭力，因此大多數IC設計企業(yè)都在采用ARM或MIPS CPU核設計SoC產(chǎn)品。

2、國際范圍內架構授權的現狀

　　目前，獲得ARM架構授權的企業(yè)有Qualcomm、Marvell和微軟等公司。這些公司獲得架構授權的途徑和目的各不相同。Qualcomm通過(guò)正式的合約獲得ARM的架構授權，Marvell從Intel手中購買(mǎi)了Xscale業(yè)務(wù)部及相應的ARM架構授權，這兩家公司設計的芯片向整機和系統廠(chǎng)商銷(xiāo)售。微軟在2010年10月剛剛獲得架構授權，目的是開(kāi)發(fā)支持ARM處理器的Windows操作系統，并針對ARM處理器進(jìn)行優(yōu)化。

　　獲得MIPS架構授權的國外企業(yè)有Broadcom、Cavium、Netlogic、Renesas、PMC-Serria等。國內企事業(yè)單位中，龍芯獲得32位和64位的架構授權，君正獲得32位架構授權，這兩家企業(yè)是在已經(jīng)通過(guò)正向設計完成CPU的設計后，為避免產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的專(zhuān)利糾紛向MIPS購買(mǎi)架構授權，二者均具有獨立設計CPU的能力。獲得MIPS軟核授權的國內企業(yè)有海爾、中興、海思、國民技術(shù)、炬力等，還有幾家未公開(kāi)。

　　目前，獲得Power架構授權的企業(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游戲機處理器)、Rapport、Sony(基于Power架構開(kāi)發(fā)PlayStation3游戲機處理器)、Nintendo(任天堂，開(kāi)發(fā)Wii游戲機處理器)、Honeywell、Toshiba和Cray(用于超級計算機)。

　　獲得Intel x86指令集架構授權的企業(yè)有AMD、VIA等。在PC發(fā)展的早期，IBM為了確保穩定的供貨來(lái)源，要求Intel將x86架構授權給AMD，以此避免受到Intel的鉗制，AMD因此獲得x86架構授權。VIA通過(guò)收購Cyrix和IDT的處理器部門(mén)獲得開(kāi)發(fā)x86處理器的權利，但Cyrix和IDT并沒(méi)有購買(mǎi)Intel的x86指令集授權。Intel最初試圖通過(guò)打官司達到阻止Cyrix開(kāi)發(fā)兼容x86指令集處理器的目的，經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的法律訴訟，Cyrix最終與Intel達成庭外和解，通過(guò)專(zhuān)利互換的方式獲得開(kāi)發(fā)x86處理器的權利。2005年，北京大學(xué)通過(guò)AMD的技術(shù)轉讓獲得了x86指令集架構授權。

　　通過(guò)以上分析可以看出，獲得CPU架構授權的方式有多種。向CPU指令集的擁有者購買(mǎi)架構授權是最直接的方式，這種方式的好處是能夠避免專(zhuān)利糾紛，但對芯片設計企業(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)權掌握在指令集的擁有者手中。收購已經(jīng)獲得架構授權的企業(yè)是另一種方式，但出現的機會(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直接設計兼容x86指令集的處理器，雖然可能通過(guò)專(zhuān)利交叉授權間接獲得CPU架構授權，但必然面臨繁瑣冗長(cháng)的法律訴訟，尤其是在其他國家政府頻頻以知識產(chǎn)權保護為由對我國施壓的情況下，這種方式的風(fēng)險是相當高的。

3、我國CPU企業(yè)獲得架構授權的現狀及可能性分析

　　MIPS對國外企業(yè)的架構授權較多，對中國企業(yè)進(jìn)行架構授權在商業(yè)上沒(méi)有多少障礙。龍芯和君正已經(jīng)正向設計出兼容MIPS指令集的CPU，符合架構授權對技術(shù)能力的要求。2009年6月，龍芯購買(mǎi)了MIPS32和MIPS64的架構授權。2011年1月，君正正式購買(mǎi)了MIPS的架構授權。據MIPS透露，還有幾家國內企業(yè)也在設計兼容MIPS指令集的處理器，但還未公開(kāi)。

　　2010年9月，蘇州國芯取得了IBM的PowerPC架構和指令技術(shù)授權，可以開(kāi)發(fā)與PowerPC指令集兼容的處理器。IBM出于擴大Power陣營(yíng)的目的，有可能通過(guò)戰略合作、技術(shù)轉讓等形式，將PowerPC架構轉讓給更多的中國企業(yè)。

　　目前，還沒(méi)有國內企業(yè)正式獲得ARM架構授權。ARM選擇Qualcomm、Marvell和微軟做為架構授權對象的目的是借助這些巨頭進(jìn)入更廣闊的應用領(lǐng)域。我國芯片設計企業(yè)在CPU和SoC設計上缺乏領(lǐng)先的獨家技術(shù)和足夠的市場(chǎng)影響力，處于不對等的不利地位，獲得ARM架構授權的難度和代價(jià)會(huì )非常大。

4、對國產(chǎn)CPU發(fā)展的影響

　　購買(mǎi)商用CPU的架構授權是充分利用已有的生態(tài)系統，加快發(fā)展國產(chǎn)CPU，實(shí)現自主可控的有效途徑之一。通過(guò)“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)達國家的技術(shù)差距，利用成熟CPU的生態(tài)系統加快產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度，降低風(fēng)險和成本。但這種方式也不可避免地受到原CPU指令集架構的制約和限制，架構的主導權和發(fā)展方向也不在我國企業(yè)的掌控當中。如果不能對外進(jìn)行Sub-License，架構授權的好處僅限于企業(yè)內部，對國產(chǎn)CPU的整體發(fā)展幫助不大，無(wú)法實(shí)現替代國外CPU的目標。