書(shū)名的源頭
一般而言,英國(guó)人寫(xiě)的英文,往往沒(méi)有美國(guó)人寫(xiě)的那么直白,比如《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》簡(jiǎn)單明了。而這本《萬(wàn)物藍(lán)圖》書(shū)名令人琢磨半天。
然而看了第一章Everything,everywhere,就容易明白了,它指的是ARM的設(shè)計(jì)為遍及萬(wàn)物(everything)的芯片提供了設(shè)計(jì)藍(lán)圖(指令集)。
媒體人寫(xiě)得很?chē)?yán)肅。從外觀上將此書(shū)與《芯片戰(zhàn)》對(duì)比是有點(diǎn)意思的!缎酒瑧(zhàn)》由大學(xué)的副教授所著,卻被形容為“非虛構(gòu)驚悚作品”,開(kāi)卷有個(gè)“演員表”,中間有多張照片,可讀性較強(qiáng)。末尾不用學(xué)術(shù)著作的規(guī)范,而參考文獻(xiàn)卻是列了注釋表(Notes)。
《萬(wàn)物藍(lán)圖》作者是徹頭徹尾的媒體記者,既無(wú)相關(guān)專(zhuān)業(yè)背景也不從事學(xué)術(shù)工作。作者在前言中寫(xiě)道,他的目的是想要寫(xiě)本“最大的商業(yè)故事”(biggest business story),一下子就想到了芯片。
但這本書(shū)卻很像學(xué)術(shù)著作,列出了32頁(yè)參考文獻(xiàn)(Reference)和16本背景專(zhuān)著(Bibliography)。
近年國(guó)內(nèi)出版的芯片戰(zhàn)內(nèi)容的專(zhuān)著,大多作者強(qiáng)調(diào)自己的技術(shù)背景,僅有一本記者寫(xiě)的,但看上去像是“剪報(bào)”匯集,實(shí)在不敢恭維。感覺(jué)技術(shù)出身和媒體背景應(yīng)該各有所長(zhǎng),調(diào)查記者有自己獨(dú)特的視角和挖掘、訪談和分析梳理的技能,這是技術(shù)專(zhuān)家無(wú)法替代的。
ARM名譽(yù)董事長(zhǎng)Robin Saxby在2006年所作的演講稿,其標(biāo)題“Chips with Everything”,可能是《萬(wàn)物藍(lán)圖》作者選取書(shū)名的依據(jù)。
本書(shū)前兩章是背景,一篇講芯片歷史科普,一篇談?wù)搩晌恍愿裢耆樹(shù)h相對(duì)的“芯片之父”(Odd couple),Jack Kilby以及Robert Noyce。兩位當(dāng)時(shí)素不相識(shí)的工程師,幾乎同時(shí)發(fā)明了集成電路。《芯片戰(zhàn)》第三章說(shuō)的就是他們倆人。
其余13章作者分成了三大部分。第一部分描述了ARM技術(shù)來(lái)源及商業(yè)化過(guò)程,以及其在移動(dòng)通訊中的關(guān)鍵作用。第二部分則描述了ARM是如何從老式手機(jī)躍遷到智能手機(jī)。在此過(guò)程中既有與英特爾的激烈競(jìng)爭(zhēng),也有與軟銀的愛(ài)恨關(guān)系。第三部分則描述了它在低能耗傳感器和高端數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的開(kāi)拓,以及如何躲過(guò)因其市場(chǎng)泛化而帶來(lái)的陷阱。在這三部分之外又有第四部分,講的是2022年以后的故事。感覺(jué)初稿完成可能比較早,等到有出版商看中后又重新補(bǔ)上更新內(nèi)容。
BBC哺育的傳奇
說(shuō)到芯片大佬的艱難起步,耳熟能詳?shù)氖枪韫取④?chē)庫(kù)創(chuàng)新、風(fēng)險(xiǎn)投資和國(guó)防訂單,不過(guò)那是美國(guó)故事。ARM(Advanced RISC Machines),其前身是Acorn Computer。幫助起步時(shí)名不見(jiàn)經(jīng)傳的Acorn崛起的貴人,不是金融大亨,也不是國(guó)防部,而是國(guó)有電視臺(tái)BBC。上世紀(jì)70年代末期BBC的繼續(xù)教育部門(mén)看到了計(jì)算機(jī)正在引領(lǐng)未來(lái),于是派記者遍訪歐美日多國(guó)了解發(fā)展?fàn)顩r,制作多個(gè)電視系列片。BBC甚至還當(dāng)起了智庫(kù),在1979年12月將一份標(biāo)題為“微電子”的50頁(yè)報(bào)告直接送到每位議員辦公桌上。報(bào)告定義了多媒體教育需要面向的新興領(lǐng)域,并認(rèn)為這將對(duì)今后幾十年產(chǎn)生影響。
這份報(bào)告產(chǎn)生了很好的說(shuō)服效果,英國(guó)政府立項(xiàng)為中小學(xué)普遍配置計(jì)算機(jī),而Acorn的低成本品牌有幸入選政府補(bǔ)貼50%的兩種產(chǎn)品系列之一。它為此生產(chǎn)的一系列用于中小學(xué)普及的計(jì)算機(jī),甚至用上了BBC Micro的品牌(為支持它還建立了BBC Software)。有人稱(chēng)Acorn是“英國(guó)的蘋(píng)果公司”。其實(shí),它們真難說(shuō)有多少相似。這段獨(dú)特的經(jīng)歷表明,沒(méi)有BBC可能就不會(huì)有今天的ARM。
Acorn在BBC扶植下勉強(qiáng)站穩(wěn)腳跟,但畢竟還不過(guò)是在電腦市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的諸多公司之一,而且后來(lái)也遭遇波折,甚至被重要的IT媒體評(píng)為“十大僵尸IT公司”之一。
然而,ARM公司抓住了芯片發(fā)展的一個(gè)重要關(guān)鍵,即精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC)。芯片絕大多數(shù)時(shí)間只用了其20%的能力,如果有設(shè)計(jì)架構(gòu)能減少指令集冗余將會(huì)大大提高芯片性能。這個(gè)概念很早就在IBM、加州伯克利和斯坦福等地進(jìn)行研究。
Acorn在1981年啟動(dòng)高度保密的“項(xiàng)目A”,研究實(shí)現(xiàn)這個(gè)概念的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),1983年10月Acorn RISC Machine誕生,三個(gè)字母的縮寫(xiě)ARM首次出現(xiàn);贏RM的第一批芯片在1985年4月由其合作伙伴VLSI制成,這種ARM1集成2.5萬(wàn)個(gè)晶體管,其性能卻超過(guò)了晶體管數(shù)量10倍的摩托羅拉最新產(chǎn)品,這正是蘋(píng)果手機(jī)處理器的前身。
然而,這個(gè)驚人消息居然在6個(gè)月后才被媒體報(bào)道,原因并非保密,是第一時(shí)間得到信息的記者根本不相信。不僅是記者,同在歐洲甚至與Acorn合作過(guò)的行業(yè)巨頭如意法半導(dǎo)體ST和荷蘭飛利浦,也錯(cuò)失商機(jī),面對(duì)急需資金拓展的Acorn袖手旁觀。公司只好將目光放到大洋彼岸,在硅谷找到了蘋(píng)果和VLSI兩家公司,成立了合資企業(yè)。蘋(píng)果出資150萬(wàn)英鎊、占股43%;Acorn出資25萬(wàn)英鎊加上知識(shí)產(chǎn)權(quán)和人力也占股43%,其余屬于制作方VLSI。在蘋(píng)果要求下Acorn RISC Machine改名為Advanced RISC Machine,在1990年11月ARM得以成立。數(shù)百萬(wàn)英鎊這點(diǎn)資金在IT行業(yè)根本說(shuō)不上什么,恐怕沒(méi)什么人會(huì)想到ARM會(huì)成就為芯片結(jié)構(gòu)底層提供“藍(lán)圖”的全球霸主。
很多人會(huì)認(rèn)為ARM是芯片設(shè)計(jì)界的老大,但在全球芯片設(shè)計(jì)公司排名上卻看不到其名。還是《芯片戰(zhàn)》(Chip Wars)一書(shū)的名詞,解釋得比較清楚。芯片設(shè)計(jì)里面還有細(xì)分,ARM是屬于更加上游的指令集(這正是書(shū)名采用了藍(lán)圖(Blueprint)的原因。就像造房子,先有藍(lán)圖再具體設(shè)計(jì))。ARM把構(gòu)架設(shè)計(jì)賣(mài)給設(shè)計(jì)公司,后者再根據(jù)客戶(hù)需求具體設(shè)計(jì)芯片。
奇特的模式
靠知識(shí)產(chǎn)權(quán)掙錢(qián)。一臺(tái)阿斯麥爾光刻機(jī)要價(jià)1.2億美元,而為什么不到300萬(wàn)英鎊就可張羅起一家ARM?原因是后者“生產(chǎn)”的是知識(shí)產(chǎn)權(quán)(簡(jiǎn)稱(chēng)IP)。在跟蘋(píng)果成立合資公司的時(shí)候,Acorn靠IP和人力資源就可抵125萬(wàn)英鎊。IP看上去是筆好買(mǎi)賣(mài),客戶(hù)要拿其“藍(lán)圖”,先要付給ARM一筆入門(mén)版費(fèi)用(百萬(wàn)至千萬(wàn)英鎊)。如果芯片設(shè)計(jì)企業(yè)Fabless采用了ARM的底層架構(gòu),并制造出成品芯片,ARM還會(huì)有1-2%售價(jià)的抽成(royalty)。
根據(jù)軟銀2022年報(bào),2021年ARM抽成收入高達(dá)26億美元,增長(zhǎng)率34.6%。而有些底層架構(gòu)的生命力強(qiáng),可以很長(zhǎng)時(shí)間抽成。例如1997年賣(mài)給諾基亞和德州儀器的ARM7 TDMI,直到2020年仍然出片2億片,似乎是20多年來(lái)一直躺著掙錢(qián)。可以說(shuō)ARM進(jìn)入了一個(gè)藍(lán)海,但這樣天上掉餡餅的好事,為什么別人不來(lái)?yè)屢豢谀?事?shí)是,這個(gè)藍(lán)海并不風(fēng)平浪靜,進(jìn)入無(wú)人區(qū)必然面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。
靠IP掙錢(qián)容易嗎?ARM正式成立不久,1990年12月18日公司內(nèi)部會(huì)議披露了一份優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)機(jī)會(huì)陷阱(SWOT)分析報(bào)告,在列出的種種劣勢(shì)中間,最刺眼的是當(dāng)時(shí)公司擁有的專(zhuān)利為零,所以ARM的起步并不輕松。
而早在1981年斯坦福教授John Hennessy領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì),已在RISC技術(shù)上占了先機(jī),它開(kāi)發(fā)的MIPS已諸多被商業(yè)工作站采用,而且公司早已上市。ARM試圖攻克的是低成本、應(yīng)用更加廣泛的RISC構(gòu)架。在與蘋(píng)果公司合作以前,研發(fā)資金非常短缺。三位主要設(shè)計(jì)師只能共用一臺(tái)功能有限的Apollo電腦,檢測(cè)還要跑到慕尼黑去做;團(tuán)隊(duì)最絕望時(shí)感覺(jué)隨時(shí)可能解散,其中一位重要?jiǎng)?chuàng)始成員未能熬過(guò)黎明前的黑暗,才37歲便辭職去大學(xué)當(dāng)教授。做出一個(gè)芯片通過(guò)測(cè)試批量生產(chǎn)就可賣(mài)錢(qián),而申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利一般要等18個(gè)月才會(huì)被批準(zhǔn),下游設(shè)計(jì)公司還要差不多同樣的時(shí)間才定型,等到芯片批量生產(chǎn)出售可以抽成常常要4-5年。
很顯然,ARM的商業(yè)模式是慢熱型的(slow burn)。據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》2019年文章提到,設(shè)計(jì)CPU新架構(gòu)需要300人/年。顯然,這不是所有同行都能扛得住的。而能將42%的收入投入R&D的堅(jiān)持,則更是大手筆。這是來(lái)自對(duì)研發(fā)方向的正確判斷,必須有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光才能確保4-5年后技術(shù)不落后。而且,要能對(duì)應(yīng)用前景有很強(qiáng)的適應(yīng)性,要容易擴(kuò)展。需要看準(zhǔn)未來(lái),又要耐得住寂寞,這對(duì)很多企業(yè)是一種煎熬。
硅谷那些高技術(shù)企業(yè)給人的印象似乎就是有錢(qián)、燒錢(qián)。而ARM在很長(zhǎng)時(shí)間里都缺錢(qián), 不僅僅是前面提到的研發(fā)缺資金,ARM是在一個(gè)舊谷倉(cāng)里開(kāi)張的。公司也曾打算搬到劍橋附近、高大上公司云集的工業(yè)園,以顯示高技術(shù)新創(chuàng)公司“形象”,奈何財(cái)力不支。
被譽(yù)為“銷(xiāo)售員”的CEO執(zhí)意去便宜的地方安家,于是就找到那家養(yǎng)過(guò)火雞的老建筑。為了省錢(qián),ARM跟家具公司做了交換。ARM將這家公司的辦公桌,排放在17世紀(jì)谷倉(cāng)的照片,然后印在營(yíng)銷(xiāo)手冊(cè)上。作為回報(bào),ARM可以用塑料價(jià),買(mǎi)到實(shí)木板材。困難時(shí)員工停止加薪,只能期望期權(quán)在將來(lái)某個(gè)時(shí)候帶來(lái)些補(bǔ)償。
然而,該花錢(qián)的時(shí)候,絕不打折扣。ARM曾不惜花費(fèi)1萬(wàn)英鎊雇人撰寫(xiě)才一頁(yè)紙,總共600個(gè)詞的申請(qǐng)文書(shū)。貧窮并沒(méi)有限制想象力。財(cái)力有限,迫使ARM的商業(yè)模式高度聚焦,只盯著產(chǎn)業(yè)生態(tài)一個(gè)環(huán)節(jié)。也正是這個(gè)因素促使ARM設(shè)計(jì)的架構(gòu)十分精簡(jiǎn),降低成本提高能效,從而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的RISC架構(gòu)中,艱難地開(kāi)拓出獨(dú)特的低價(jià)節(jié)能方案。事實(shí)證明,這對(duì)其將面對(duì)的巨大目標(biāo)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)恰恰是致勝法寶,這正是“窮出來(lái)的”低成本高能效。
ARM與蘋(píng)果相得益彰
ARM起步甚至其誕生得益于與蘋(píng)果的慧眼,但合作不是單向的恩惠。還在Acorn時(shí)期,蘋(píng)果就覺(jué)察到這家公司的不凡能力。ARM擁有獨(dú)特的RISC架構(gòu),已超越當(dāng)時(shí)最大芯片公司AT&T的水平。蘋(píng)果和ARM第一個(gè)成功的合作產(chǎn)品,是一種以“牛頓”命名的個(gè)人數(shù)字助理(PDA), ARM610架構(gòu)的芯片成為牛頓PDA的王牌。
早在ARM成立之初做的SWOT分析,就將“可攜帶應(yīng)用”確定為“商機(jī)”,預(yù)計(jì)其未來(lái)巨大市場(chǎng)需要大儲(chǔ)量而又價(jià)廉節(jié)能的芯片架構(gòu)。盡管ARM提前研制了600系列,然而這個(gè)產(chǎn)品卻生不逢時(shí)。它被認(rèn)為是iPhone構(gòu)想的雛形,但作為太超前而相關(guān)配套技術(shù)并沒(méi)有跟不上。
然而,蘋(píng)果和ARM合作達(dá)成之日,就是牛頓PDA的末日,押寶牛頓PDA的蘋(píng)果因此折戟沉沙(這也正是喬布斯回歸的重要因素之一)。幸運(yùn)的是,ARM股權(quán)收益還不至于讓蘋(píng)果公司關(guān)門(mén)。因此,蘋(píng)果也承認(rèn)牛頓項(xiàng)目的最大成果,就是找到了ARM。恰好此后移動(dòng)通訊領(lǐng)域迎來(lái)了爆發(fā)期,這次合作也開(kāi)啟了雙方在此領(lǐng)域的勝利大進(jìn)軍。蘋(píng)果因iPhone一舉成為IT業(yè)界翹首,而幕后的ARM也成為芯片架構(gòu)的霸主。
低調(diào)高管與高調(diào)資本
但凡世上名氣大的技術(shù)公司,好像都有名聲顯赫的領(lǐng)軍人物。ARM沒(méi)有明星人物。跟ARM信息最多的名字,自然就是日本投資家孫正義。而他根本不能算ARM的人,只不過(guò)2016年斥資240億英鎊收購(gòu)了ARM。這位資本家既不在董事會(huì),也不插手具體業(yè)務(wù)。ARM渴望獨(dú)立又有前景良好的設(shè)計(jì),但就是沒(méi)領(lǐng)導(dǎo)人。它總是先做事再去找領(lǐng)導(dǎo),這看上去有點(diǎn)奇怪。
書(shū)中當(dāng)然也描述了不少ARM的高層和技術(shù)骨干,其中之一是第一任CEO Robin Saxby。他具備技術(shù)背景,但在書(shū)中卻數(shù)次被描寫(xiě)為“戰(zhàn)略銷(xiāo)售員”,為ARM立足知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商業(yè)模式做出重大貢獻(xiàn)。他頗具先見(jiàn)地認(rèn)識(shí)到,“必須確立具有廣泛吸引力的標(biāo)準(zhǔn),而且能在不同行業(yè)不同地域找到用戶(hù)”。ARM的成功戰(zhàn)略幾乎就是遵循這個(gè)思路。ARM的芯片架構(gòu)廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)上,由于高性能又價(jià)廉,據(jù)說(shuō)韓國(guó)漁民在養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)安裝了ARM架構(gòu)的芯片來(lái)監(jiān)測(cè)水質(zhì)和養(yǎng)分。另一個(gè)位則是Simon Segars,暢銷(xiāo)二十幾年的ARM7 TDMI架構(gòu)就出自他之手。他在2013年至2022年擔(dān)任ARM的CEO,也正是這段時(shí)間真正確立了芯片架構(gòu)全球霸主地位。
相比而言,軟銀則高調(diào)得多。軟銀與ARM的故事在媒體上可以讀到很多。孫正義曾稱(chēng)ARM是其業(yè)務(wù)“宇宙的中心”。在2017年報(bào)里,他更是說(shuō)“將來(lái)某日當(dāng)我回顧自己作為企業(yè)家的一生所做過(guò)的收購(gòu)和投資,我相信ARM是其中最重要的一例”。
然而,軟銀對(duì)ARM的收購(gòu),卻被演繹成一場(chǎng)過(guò)山車(chē)般的顛簸大戲。2016年收購(gòu),同時(shí)退市。計(jì)劃2019年再上市,2020年初又改變主意。最后想轉(zhuǎn)手英偉達(dá)(Nvidia),又受到反壟斷法的阻攔。連美國(guó)芯片大鱷高通,也表示反對(duì)。目前盛傳2023年秋季,ARM仍將上市。
盡管劇情不斷反轉(zhuǎn),但資本大鱷謀取巨額利潤(rùn)的雄心,客觀上對(duì)技術(shù)發(fā)展也可能成為一種異乎尋常的動(dòng)力。軟銀看準(zhǔn)了物聯(lián)網(wǎng)興起的大潮,敏銳察覺(jué)ARM將在其中扮演的關(guān)鍵角色。軟銀收購(gòu)ARM后,立即要求加大研發(fā)甚至將ARM利潤(rùn)率降低為零,用本書(shū)的話說(shuō)就是“甚至只求達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)”。
如果是上市公司,無(wú)疑將遭遇股價(jià)暴跌的嚴(yán)懲,而軟銀就敢將絕大部分利潤(rùn)用來(lái)招聘人才投入研發(fā),就是為了搶占技術(shù)高地。但是也不能說(shuō)ARM就是資本的玩物,它更像軟銀手里一個(gè)燙手山芋,知道是好東西但不敢輕易去折騰。孫正義原本有一個(gè)5年上市計(jì)劃,但認(rèn)識(shí)到ARM的業(yè)務(wù)周期長(zhǎng)達(dá)10年,就選擇放棄上市,找到一個(gè)同樣目光遠(yuǎn)大吃心夠重的收購(gòu)者英偉達(dá),ARM的某種特質(zhì)起到了關(guān)鍵作用。
建立在精準(zhǔn)定位上的宏圖大志
ARM堅(jiān)持立足設(shè)計(jì)前端,卻也雄心勃勃。在英特爾壟斷的PC市場(chǎng)情況下,ARM決心另辟蹊徑,在嵌入式設(shè)備中將其低功耗芯片架構(gòu)樹(shù)立為全世界的標(biāo)準(zhǔn)。“在英國(guó)太多同行企業(yè)都畏畏縮縮(preached modesty)的情況下,ARM確立一個(gè)膽大包天的目標(biāo)”。在這一已經(jīng)細(xì)化的環(huán)節(jié)里,ARM會(huì)通過(guò)創(chuàng)建或控股一些子公司,分頭應(yīng)對(duì)精細(xì)化的下游用戶(hù)。針對(duì)某種具體器件(如存儲(chǔ)器),ARM會(huì)將一系列版權(quán)打包(blocks)出售。這被稱(chēng)之為物化的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(“physical” intellectual property)。這樣做,不僅更好滿足用戶(hù)需求,而且一旦某項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致產(chǎn)品變化,生態(tài)系統(tǒng)也容易消化局部的損失。在制造技術(shù)日新月異的情況下,及時(shí)產(chǎn)生新構(gòu)想和新工藝,非常重要。
ARM與臺(tái)積電有某些相似之處,二者都把自己的角色定位在上游。而起點(diǎn),就是在IT大生態(tài)系統(tǒng)中,找準(zhǔn)并牢固構(gòu)筑自己的小生態(tài),通過(guò)服務(wù)大生態(tài)做大做強(qiáng),成為大生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的存在。某種程度上,做光刻機(jī)的阿斯麥爾也屬于這類(lèi)。當(dāng)人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)巨頭如FAANG,(Facebook、Apple、Amazon、Netflix和Google)之類(lèi)的傳奇津津樂(lè)道的時(shí)候,ARM這種另類(lèi)的科技巨頭,其實(shí)也很值得關(guān)注。
小結(jié):該讀、難讀
閱讀原版書(shū)不容易,而這本讀起來(lái)覺(jué)得更累,恐怕其中有我的水平問(wèn)題,也有作者的寫(xiě)作問(wèn)題。我感覺(jué)本書(shū)文字比較艱澀,全書(shū)謀篇布局似乎有點(diǎn)亂。迄今為止除了出版社發(fā)的一些推銷(xiāo)文字,重要媒體只有英國(guó)老家的《金融時(shí)報(bào)》發(fā)了書(shū)評(píng),還評(píng)它為2023年度技術(shù)類(lèi)Best Summer Books。而美國(guó)紐時(shí)、華爾街日?qǐng)?bào)等大媒體,甚至麥肯錫最近幾十本夏季推薦圖書(shū),都沒(méi)有提及該書(shū)。比較知名的評(píng)論者,好像只有《芯片戰(zhàn)爭(zhēng)》作者米勒(應(yīng)該是應(yīng)出版社邀請(qǐng))。
芯片熱高潮已經(jīng)好幾年,當(dāng)初有些急,就大作看來(lái),為時(shí)過(guò)早,而新出的《芯片戰(zhàn)》和《萬(wàn)物藍(lán)圖》還是值得讀一讀。最后用兩個(gè)詞概括本書(shū):該讀、難讀。