在信创CPU产业链中,价值主要沿三条路径分配:指令集授权方(如ARM)通过授权费获取收益,微架构设计方(各国产CPU厂商)赚取产品与微架构研发溢价,代工厂则获取制造环节收益。ARM本身不生产CPU,其业务模式是将技术授权给其他公司并收取授权费,主要分为指令集架构授权与处理器IP授权两种,被授权企业可在其基础上进行二次开发。而选择自主指令集路线的厂商,则省去向授权方付费的环节,价值分配格局随之改变。
授权方:不造芯片,靠授权费获利
ARM不生产CPU,核心业务模式是将技术授权给其他公司并收取授权费。授权方式主要有两种:
- 指令集架构授权:数量很少,一般只有大厂才能获得,例如苹果的A系列CPU即获得了ARMv8指令集架构授权,从而可以开发自有CPU。
- 处理器IP授权:ARM将自身处理器架构的IP(如Cortex-A76、A77、A78等微架构)授权给其他企业,被授权企业在此基础上进行二次开发,大部分企业的授权都采用这种方式。
在这一环节,授权方赚取的是授权费,价值来自指令集生态本身难以颠覆的“赢家通吃”属性。
设计方与代工厂:研发溢价与制造收益
大部分国产CPU的指令集架构和处理器微架构都通过授权获得,设计方在此基础上进行二次开发并形成产品,赚取的是产品与微架构研发溢价。当前国内CPU市场主要有六家领军企业,分属不同阵营:
| 阵营 | 代表厂商 | 授权情况 | 代工厂 |
|---|---|---|---|
| X86 | 海光信息、兆芯 | 处理器IP授权,自主化程度较低 | 格芯、三星;台积电 |
| ARM | 飞腾、华为鲲鹏 | ARMv8架构层级永久授权 | 台积电 |
| 自主指令集 | 龙芯中科、申威 | 基于MIPS/Alpha逐步自研 | 意法半导体;中芯国际 |
代工厂在制造环节获取收益,其角色是把设计方的微架构方案落地为芯片。不同厂商选择的代工伙伴不同,制造环节的价值也相应分配到不同代工厂。
自主指令集路线如何改变价值分配
自主指令集是国产CPU发展中绕不过去的话题。相比授权指令集,自主指令集的优势主要有三方面:一是不需要购买商业IP进行芯片设计,成本降低,数据安全也有保障;二是不受境外指令集限制,能自主提升性能;三是在授权模式下始终只是跟随方,只有独立开辟新赛道才有赶超可能。
目前做自主指令集架构的主要有龙芯中科和申威。龙芯早期基于MIPS指令集授权开发,后期自研LoongArch指令集,逐步摆脱MIPS授权影响;申威技术源于Alpha指令集,后发展出SW_64指令集,产品主要应用于超算和军工领域。这类路线省去向授权方付费的环节,价值更多留在设计方自身。
常见问题
指令集架构授权和处理器IP授权有什么区别?
指令集架构授权数量很少,一般只有大厂才能获得,被授权方可基于该架构开发自有CPU;处理器IP授权则是授权方将自身处理器架构的IP授权给企业,被授权企业在此基础上进行二次开发,大部分企业采用的都是这种方式。
为什么说自主指令集会改变价值分配格局?
授权模式下,设计方需要向授权方支付授权费,价值在授权、设计、制造三环节间分配。而自主指令集不需要购买商业IP进行芯片设计,成本降低,等于省去了向授权方付费的环节,价值分配格局因此改变。
国产CPU厂商的制造环节由谁承担?
各厂商选择的代工厂不同。资料显示,兆芯、飞腾、鲲鹏的代工厂为台积电,海光为格芯、三星,龙芯为意法半导体,申威为中芯国际。