全球最大IPO即將公開募股,ARM如何成長為Intel的強勁對手?
據(jù)媒體報道,軟銀集團旗下的英國芯片設計公司Arm計劃于9月在納斯達克進行首次公開募股(IPO),包括蘋果、三星、英偉達和英特爾在內的公司將在Arm上市后立即對其投資。
據(jù)悉,Arm的上市時間定于9月中下旬,軟銀將在本月晚些時候正式向美國證券交易委員會申請上市,然后它必須獲得納斯達克的批準。
自軟銀在2016年以240億英鎊(當時約合310億美元)的價格收購Arm以來,該公司的估值翻了一番,目前超過600億美元。
英偉達曾在2020年以400億美元的價格求購Arm,軟銀同意了收購要約,但在監(jiān)管機構表示反對后放棄了這筆交易。自那以后,軟銀一直試圖讓Arm上市。
Arm公司是全球半導體行業(yè)的重要參與者,所設計的Arm架構以節(jié)能而著稱,在智能手機芯片領域占據(jù)了超過90%的全球市場份額。
根據(jù)Refinitiv的數(shù)據(jù),Arm上市將是一年來全球最大的IPO。
全世界超過95%的智能手機和平板電腦都采用ARM架構。ARM設計了大量高性價比、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。2014年基于ARM技術的全年全球出貨量是120億顆,從誕生到現(xiàn)在為止基于ARM技術的芯片有600億顆。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。在智能機、平板電腦、嵌入控制、多媒體數(shù)字等處理器領域擁有主導地位。
在ARM架構開始成為主流的當年,大多數(shù)公司缺乏能夠自行構建微處理器的設計團隊,或者缺少使微處理器有效運行所需的工具。這就是為什么微處理器率先使用 IP 許可證模型的主要原因之一,ARM 產(chǎn)品也就因此被應用于越來越多的 SoC,特別是在快速增長的手機市場,ARM 架構逐漸成為了事實上的標準。
之后ARM公司開始進入大眾視線,為人熟知的故事今天依舊在繼續(xù)。
源起:從阿爾卑斯到劍橋
1948年,赫曼·豪瑟出生于奧地利維也納。事實上直到現(xiàn)在,他還保留著奧地利國籍。16歲那年,他來到英國劍橋學習語言,隨后回到維也納大學,拿到了物理學碩士學位。在國內服了一年兵役后,他又離開奧地利的阿爾卑斯山,來到劍橋大學攻讀物理學博士學位。
赫曼·豪瑟所在的卡文迪許實驗室,曾經(jīng)誕生了29位諾貝爾獎得主,近代科學史上很多著名的發(fā)現(xiàn),都在這里產(chǎn)生。包括發(fā)現(xiàn)電子、中子、波粒二象性,以及DNA的雙螺旋結構,都是源于這個實驗室的重要成果。
然而,當赫曼·豪瑟最初選擇進入物理領域時,好像并沒有獲得太多家人朋友的支持。他的父親在奧地利從事葡萄酒生意,而他的一位朋友甚至曾經(jīng)斷言,豪瑟這樣下去“永遠也賺不到錢”。
發(fā)展:從Acorn到ARM
赫曼·豪瑟的人生在30歲那年起了變化。在1978年,他在某個社交場合結識了劍橋本地的企業(yè)家克里斯?庫里(Chris Curry),兩人一拍即合,決定一起創(chuàng)辦一家公司。對此,豪瑟調侃道,“我一定有我父親的一些創(chuàng)業(yè)基因”。
豪瑟和庫里去了劍橋大學國王學院對面的銀行,并順利拿到了一張1萬英鎊的支票,幾個月后,他們又拿到了一張5萬英鎊的支票。他們最初成立的公司名叫劍橋處理器有限公司(Cambridge Processor Unit Ltd),在70年代后期,這家公司成為了Acorn計算機公司(Acorn Computers)。
在上世紀80年代,BBC啟動了一項名為“計算機認知計劃”的教育項目,希望幫助英國的學校普及計算機教育。在這個項目中,需要設計并制造大量的計算機,由BBC對外進行銷售。而這個大單,就落在了Acorn計算機公司的頭上,這也使得這家公司在一夜之間聲名鵲起。
兩年之后,伴隨著巨大的成功,豪瑟和庫里再次走進劍橋當年的那家銀行,并要求拿走100萬英鎊。豪瑟回憶道,聽到這個“請求”,銀行經(jīng)理“從椅子上摔了下來”,因為當時沒有任何一家公司在這么短的時間里就向銀行要這么多錢。
“我經(jīng)常在想,如果現(xiàn)在讓我去投這筆錢,我會不會去做。而答案很可能是否定的”,豪瑟說,“我們在當時甚至都沒有商業(yè)計劃?!?/span>
豪瑟提到,“我們在當時只有很強的預感,這件事能成”。
幸運的是,他們找到了一位銀行家借錢給他們,后來,豪瑟和庫里在股票市場上發(fā)行了價值2億英鎊的股票,Acorn也由此逐漸成長為了一個家喻戶曉的公司。
然而命運就是那么神奇,正當他們開發(fā)出了第一批ARM芯片,并且最終解決了生產(chǎn)問題時,家用電腦市場崩潰了?!拔覀兘K于把它們裝在卡車里準備運出來,但這時人們就不再買了?!?/span>
此時,Olivetti公司殺入戰(zhàn)場,并以低價獲得了控股權。在接下來的三年里,豪瑟為這家來自意大利的個人電腦公司建立了研究實驗室。1990年,他幫助創(chuàng)建了“Advanced RISC Machines”公司,也就是后來的ARM,并成功從Acorn公司剝離。值得注意的是,直到1998年ARM在倫敦證交所和美國納斯達克上市之前,它一直是Acorn和蘋果公司的合資企業(yè)。
也曾遭遇低谷
到了1997年底,ARM已成為一家年營收2660萬英鎊、凈收入290萬英鎊的私營公司。公司上市的時機已成熟。盡管公司三年前已有上市的打算,然而當時科技股處于泡沫期。大家都憂心忡忡,但仍認為公司應該抓住科技股大規(guī)模投資這個機會。
1998年4月17日,ARM控股公司同時在倫敦證交所和納斯達克上市,首次公開募股價格為每股5.75英鎊。在兩地上市的原因有兩點。第一,當時科技股處于泡沫期,總部主要位于美國之外,ARM認為通過納斯達克市場可以獲得一個合理的估值。第二,ARM的兩大股東分別是美國公司和英國公司,同時ARM希望能留住Acorn既有的英國股東。ARM上市導致股價飆升,這家英國小型半導體設計公司幾個月間就成為價值十億美元的公司。
20 世紀 90 年代末是技術發(fā)展的繁榮時期,ARM 當時也處在這一發(fā)展期的鼎盛點。問題在于,互聯(lián)網(wǎng)泡沫的出現(xiàn),諸多技術公司如雨后春筍般涌現(xiàn);即便這些公司在成立時處于負債狀態(tài)并且通常幾乎不能提供具體的收入預測,它們有極高的估值。作為眾多技術公司之一,ARM 的股票估值很高,其股票價格超過 10 歐元——這在當時是公司 1999 年實際盈利的 300 多倍;并且它在FTSE(最有價值公司) 100 指數(shù)中排名第 30 位。當時,公司規(guī)模的龐大估價是自互聯(lián)網(wǎng)熱潮以來所未見過的。
21世紀初,不可避免的事情發(fā)生了——泡沫破碎,整個行業(yè)遭遇崩盤。技術行業(yè)遭到重創(chuàng),股票市場上的整體股票價減少了80-90%。不論公司處于盈余還是虧損狀態(tài),均出現(xiàn)了股價的急劇下降。那些年全球半導體行業(yè)的收入很好地說明了這一點。ARM 收入也因為行業(yè)的這一巨變而出現(xiàn)了急劇下降。
盡管 ARM 實現(xiàn)了其盈利目標,且無任何負債或財務不樂觀情況,但他們仍感受到了經(jīng)濟衰退所帶來的緊迫感。根據(jù)當時在 ARM 工作的員工的描述,這是一段“難過”的時期,“在這里工作不怎么舒心”。整個行業(yè)出現(xiàn)過剩,但幸運的是,ARM 員工并未受到過多影響。ARM 進入了不按季度發(fā)展的新時代。他們謹慎地規(guī)劃了企業(yè)未來 5 年的路線圖,并開始實施長期計劃。2001 年,Warren East 被任命為 ARM 的 CEO,而 Robin Saxby 接任 ARM 主席。成為標準處理器架構的愿景正在實現(xiàn)。
微處理器的尺寸變得非常小以至于其僅占用芯片的一小部分區(qū)域,所以接踵而來的問題是,如何在單芯片或系統(tǒng)級芯片 (SoC) 解決方案上構建基于軟件的系統(tǒng),盡管專有處理器架構維護相關的投資和成本十分巨大。大多數(shù)公司缺乏能夠自行構建微處理器的設計團隊,或者缺少使微處理器有效運行所需的工具,ARM 產(chǎn)品也就因此被應用于越來越多的 SoC,特別是在快速增長的手機市場,ARM 逐漸成為了事實上的標準。
但是,ARM 核心為“硬 IP”,并且會面臨將其應用至不同技術這一現(xiàn)實問題。ARM 需要生產(chǎn)可以在無需特定技術核心端口的情況下授權給任何人的綜合核心。2001 年,ARM926EJ-S 應運而生。這是一款完全綜合的核心,配備 5 級管線和集成的 MMU,并且能夠為 Java 加速和部分 DSP 運行提供硬件支持。它接著獲得了全球 100 多位芯片供應商的授權,并且目前已出售了數(shù)十億個。
在互聯(lián)網(wǎng)崩潰后,行業(yè)仍處于復蘇中,ARM 也一樣。增長逐漸穩(wěn)定,而且 ARM9 已先后變?yōu)槿碌?ARM7、ARM9E 和 ARM10。實際上,ARM 10 和 ARM11 技術在低功耗、高性能處理方面開拓了新天地。ARM 的員工人數(shù)在短短的 3 年內增加了兩倍,從 400 人增加至了 1300 人!但是 ARM 當時已發(fā)展成了一家更為成熟的公司,因此,他們決定針對產(chǎn)品進行多元化,以便涵蓋所有行業(yè)需求。
成為巨人的ARM
如果說英特爾是PC時代的“霸主”,那么ARM(安謀)則登上了移動終端時代的“王座”。
ARM最初的簡稱是Acorn RISC Machine。Acorn Computer創(chuàng)立于1978年,總部位于劍橋,由Andy Hopper(劍橋大學),Chris Curry(Sinclair Research)和Herman Hauser(劍橋大學)創(chuàng)建。
在英特爾Intel x86構架統(tǒng)治PC的時代,Acorn向Intel申請80286處理器樣片,但遭到拒絕,無奈之下,Acorn選擇自研處理器。
1983年10月,Acorn啟動了代號為Acorn RISC的項目,由芯片生產(chǎn)公司VLSI Technology負責生產(chǎn)。1985年4月26日,VLSI產(chǎn)出第一顆Acorn RISC處理器ARM1。為了避免與當時市場上的巨頭競爭,ARM選擇了low-cost, low-power和high-performance的設計理念,這恰恰踩中了智能手機的需求。
盡管在此后多年發(fā)展中,因為移動智能終端遲至2008年之后才出現(xiàn)爆發(fā)式增長,ARM的經(jīng)歷一度非??部馈5窃谟⑻貭柕染揞^的陰影下,避開巨頭鋒芒的ARM伴隨移動智能終端的興起,悄然成長起來。
最新數(shù)據(jù)顯示,ARM公司在全球擁有1000多家處理器授權合作企業(yè)、320家處理器優(yōu)化包和物理IP包授權伙伴,15家架構和指令集授權企業(yè),全球95%以上的智能手機和平板電腦都采用的ARM架構的處理器,ARM每年的出貨量從2013年的每年100億臺上漲到現(xiàn)在每年的200億臺。
如果僅僅從數(shù)字難以感受ARM公司在市場受到的追捧程度,那么看看ARM的對手英特爾、高通、西部數(shù)據(jù)、SK海力士等對ARM競爭對手——致力于將開源半導體技術商業(yè)化的SiFive Inc——的扶持就可以感受出ARM之于業(yè)界的重要性。
能在巨頭中突破重圍,與ARM的模式有很大關系。
ARM的崛起重要原因之一就是放棄了傳統(tǒng)IDM模式(Integrated Device Manufacturing,整合設備生產(chǎn)模式)的大包大攬,使眾多廠商可以在其指令集內繼續(xù)設計和創(chuàng)新。ARM公司根據(jù)芯片設計公司不同的需求和能力,提供了三種不同的對外授權模式:
一是處理器的IP授權模式。ARM將該IP專利授權給買下設計的公司,公司可以直接按其設計方案生產(chǎn)。
二是處理器和物理IP的授權模式。此種模式下企業(yè)需嚴格按照ARM規(guī)定工藝流程來生產(chǎn)芯片。
三是架構和指令集授權。這是自由度最高的授權模式,三星、蘋果、華為等實力雄厚的手機廠商可以在ARM架構下自行設計和優(yōu)化芯片。
其中,RISC-V指令集更為激進,直接基于RISC(精簡指令集)原則開源指令集架構,允許任何人設計、制造和銷售RISC-V芯片和軟件而不必支付給任何公司專利費。阿里巴巴旗下的半導體公司平頭哥2019年研發(fā)的玄鐵910(XuanTIE910)處理器便是采用的RISC-V架構。
而以英特爾為代表的IDM模式,承接了芯片從設計到制造到封裝的所有環(huán)節(jié)。在集成電路行業(yè)發(fā)展的早期,企業(yè)一般都是用這種大包大攬的IDM模式。在移動終端領域中,低成本、微利潤的處理器是無法支撐這一重度投入模式的。
ARM公司開創(chuàng)的授權模式,將芯片的架構、設計(Fabless,如高通、聯(lián)發(fā)科、海思)和生產(chǎn)(Foudary,如臺積電)分開,它激活了全產(chǎn)業(yè)鏈的活力,不僅提高了生產(chǎn)效率和新工藝迭代的速度,也降低了生產(chǎn)成本,從而形成了日益繁榮的ARM生態(tài)。
也就是說,輕裝上陣的ARM能夠跑得比龐大的英特爾更快,最終成為了英特爾的心腹大患。
ARM 的野望
戰(zhàn)爭還在繼續(xù)。
在長達三十年的歲月里,大部分人們只看到 Arm 在嵌入式領域一路狂奔。很少有人知道,大概在十年前,Arm 內部就把炙熱的目光投向了 Intel 的王座。
2012 年,臺北 Computex 展,Arm 正式公布了自己的服務器計劃。其實在這之前,Arm 已經(jīng)悄悄扶持了一家后來改名為 Calxeda 的公司,基于 Cortex-A9 設計自己的服務器,不過這家公司最后在 2013年倒閉。
在這一年,Arm 發(fā)布了 A57/A53 兩款 64 位處理器,X86 陣營里的重量級玩家 AMD 基于 A57 發(fā)布代號為 Seattle 的服務器芯片,但是很快即銷聲匿跡。如今在 X86 架構之下,AMD 憑借 RYZEN 、EPYC 再一次吹響進攻的號角,對于和 Arm 的往事,絕口不提。
在 Calxeda 倒閉的同一年,Marvell——這家從 Intel 繼承了 Xscale 技術的公司,發(fā)布了基于 Armv7 指令集的自定制架構芯片——ARMADA XP,面向企業(yè)級云計算領域,獲得了百度、戴爾等客戶的訂單。
2017 年,高通推出了基于 ARM 架構的 48 核 服務器 Centriq 2400,這顆出生名門的芯片,含著金湯勺出生,一路順風,可是天有不測風云,Hock Tan 這個掠食者出現(xiàn) 了,他向高通提出了 1300 億美刀的強行收購要約,為了抵抗 Hock Tan 的惡意收購,高通必須削減開支,Centriq 這一吞金獸隨即被打入冷宮。
高通的服務器技術后來被授權給中國的初創(chuàng)公司華芯通,可惜的是該公司運營了三年即宣告倒閉。Intel 向移動處理器市場進攻有多艱辛,Arm 向服務器市場沖鋒就有多難,服務器戰(zhàn)場成了 ARM 陣營的絞肉機,無論是久經(jīng)沙場的老將還是初試鋒芒的劍客,一批批倒下,一批批沖上去。
這可是一年營收高達 250 億美金的大肥肉啊,ARM 陣營中群狼咆哮。
還是在2017年,Marvell 斥資 60 億美金收購了 Cavium,獲得了基于 ARM 架構的 ThunderX 服務器產(chǎn)品線,并于 2018 年發(fā)布了基于 ThunderX2 的 CN99X 服務器級處理器,劍指 Intel Xeon 和 AMD EPYC,并公布了在 ARM 服務器上的 Roadmap。而且微軟開始在 ThunderX2 上部署自己的 Azure 云服務。
在中國,天津飛騰基于 Armv8 設計的服務器芯片已運行在“天河三號” 超算中心,華為鯤鵬亦戰(zhàn)鼓聲聲,在當前風云變幻的國際形勢下,相信他們會有值得期待的表現(xiàn)。
在日本,富士通公布了號稱地表最強的 ARM 處理器 A64FX,將用于日本新一代超算中心上,代號 Post-K。
如果說這之前的屢敗屢戰(zhàn)是 Arm 軍團的先頭部隊沖鋒,那么在2018 年,Arm 這只頭狼站到了最前面,宣布了 ARM 在服務器市場的專屬架構——Neoverse。
在 Neoverse 發(fā)布一年后,云計算霸主 Amazon 發(fā)布了基于此架構的自研處理器 AWS Graviton2,號稱能獲得超過 Intel 40% 的性價比,其實在這之前 Amazon 已經(jīng)基于 Arm Cortex-A72 研發(fā)了自己的第一代處理器 。互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始依托 ARM 自研處理器,這無疑是在焦灼的戰(zhàn)場上引爆了一顆核彈。
無論是亞馬遜、微軟這種互聯(lián)網(wǎng),還是傳統(tǒng)的計算機公司,都希望在 X86 之外尋找更多的選擇——更高的計算密度,更低的功耗。隨后,一家叫做 Ampere Computing 的公司快速進入視野,趁著 AWS Graviton2 的余威,發(fā)布了代號為 Quicksilver 的處理器,也是基于 Arm 的 Neoverse 架構。
這家公司的創(chuàng)始人叫做 Renee James,為 Intel 前任總裁,位居 CEO 之下的二號人物,其團隊核心成員大部分來著 Intel 和 AMD。Veni、Vidi、Vici。
不是結局
30 年前,得益于 John Hennessy 大師 RISC 的啟示,ARM 從此誕生。
在 ARM 誕生的時候,John 亦設計出了 MIPS 處理器,曾被奉為處理器圣殿中的經(jīng)典,如今繼承其衣缽的是中國的龍芯處理器。
30 年后,又一個出自 John 門下的后起之秀開始崛起——它就是 RISC—V。
新的挑戰(zhàn)開始了……
