互聯(lián)網(wǎng)巨頭進軍半導體行業(yè)早已不是新鮮事，谷歌是這其中的一份子。

進入到2021年以后，谷歌在芯片領(lǐng)域的消息開始不斷地出現(xiàn)在市場當中，這其中不僅包含了推出自研的芯片，還包括了對相關(guān)芯片企業(yè)進行收購以及宣布開源計劃等。

從谷歌的這些布局上看，相較于其他互聯(lián)網(wǎng)巨頭，谷歌在芯片領(lǐng)域的謀劃似乎更具野心。

集賢：開疆拓土的第一步

谷歌進軍芯片行業(yè)，要從其智能手機說起。

2016年，谷歌推出了全新Android智能手機Pixel系列以取代原來的Nexus系列。從這兩者的定位上看，谷歌每一代Nexus手機都配置了當時最新的硬件并能第一時間升級到最新Android系統(tǒng)，而采用代工生產(chǎn)的他們也捧紅了多家代工廠，由此，Nexus系列也被很多人視為是軟件開發(fā)者程序員才會使用的手機。而谷歌之所以推出Pixel系列手機，也是為了扭轉(zhuǎn)市場對其手機業(yè)務(wù)的這一印象。這也被視為是谷歌對其手機業(yè)務(wù)的一次重大調(diào)整。

為了一面向大眾而推出的Pixel系列手機，谷歌也在他身上花了不少心思。其中，自研手機芯片便是他們的發(fā)力點之一。為此，谷歌招攬了大量的人才。

2017年，他們從蘋果挖角了多位芯片行業(yè)的人物，包括前蘋果SoC芯片架構(gòu)師 Manu Gulati、蘋果芯片專家 John Bruno、Wonjae Choi 和Tayo Fadelu等，以及來自高通的Mainak Biswas，Vinod Chamarty和Shamik Ganguly等人。谷歌的這些動作似乎都在說明，谷歌正在為其 Pixel智能手機打造自有芯片而努力。

與此同時，谷歌作為一個互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，他未來對于數(shù)據(jù)中心的需求也十分旺盛。尤其是在新架構(gòu)不斷涌現(xiàn)的今天，不少互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都在打造自己的數(shù)據(jù)中心，在這種趨勢下，谷歌也希望在這塊領(lǐng)域加強其自研芯片的實力。

據(jù)外媒The Verge在2019年的報道顯示，谷歌還通過建立新的工程師團隊來完善自己智能手機和數(shù)據(jù)中心的芯片設(shè)計，這支團隊致力于在印度南部卡納塔克邦首府班加羅爾一個初展頭角的半導體工廠的項目。路透社則有報道稱，谷歌在班加羅爾至少招募了16名技術(shù)老兵，還有4名招聘人員專門從英特爾、高通、博通和英偉達等傳統(tǒng)芯片公司挖人才。

谷歌廣攬賢才的腳步?jīng)]有停止。今年3月，谷歌還宣布公司已聘請英特爾長期高管烏里·弗蘭克（Uri Frank）為副總裁來運營其定制芯片部門。

由此可見，谷歌已經(jīng)開始在芯片領(lǐng)域開疆拓土。

收購：自研芯片的速效方式

除了招攬芯片人才外，谷歌也開始收購相關(guān)芯片企業(yè)來加強其自研芯片的實力。

2018年，谷歌宣布完成 11 億美金對 HTC 智能手機Pixel團隊的收購。根據(jù)協(xié)議，HTC 的移動設(shè)備部門的部分成員將加入谷歌硬件部門；谷歌也將通過這項協(xié)議獲取 HTC 的部分非獨家知識產(chǎn)權(quán)。

根據(jù)彭博社的報道稱，在收購HTC負責Pixel的團隊后，谷歌在自主芯片研發(fā)上的能力得到了進一步的提升。谷歌的硬件主管在接受采訪時表示，自主研發(fā)的芯片將會在未來的Pixel設(shè)備上出現(xiàn)。

在今年當中，根據(jù)IEEE Spectrum在一項調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，谷歌已悄悄收購Provino Technologies，一家開發(fā)用于機器學習的片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）系統(tǒng)的初創(chuàng)公司。

根據(jù)相關(guān)報道顯示，NoC 能夠跨越同步和異步時鐘域或者使用不受時間約束的異步邏輯。NoC 將網(wǎng)絡(luò)原理和方法用于芯片的通訊上，并給傳統(tǒng)的總線交互帶來了便利。NoC 相比于其它設(shè)計來說提高了 系統(tǒng)芯片的可擴展性及復雜系統(tǒng)芯片的功率。

谷歌收購NoC相關(guān)企業(yè)，或許能夠助力其TPU的發(fā)展，從而推動其在云端AI芯片的發(fā)展。

不僅僅是手機

無論是廣攬賢才還是收購，都是谷歌為發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)而進行的招兵買馬。而真正要在芯片領(lǐng)域立足，需要擁有可商用化的產(chǎn)品。

手機可以視作是谷歌進軍芯片領(lǐng)域的一個突破口。谷歌擁有自己的手機品牌，同時，在手機廠商都在積極進行自研手機芯片的趨勢下，谷歌走向這條路也不無道理，更何況他們還招攬以及收購了這方面的人才和企業(yè)。

但從谷歌發(fā)布的產(chǎn)品來看，他們從自研手機芯片的突破口不是手機處理器芯片，而是手機協(xié)處理器。

在2017年谷歌推出的Pixel 2上，他們也推出了其第一顆自研手機芯片PIxel Visual Core，這是一顆尚未激活的圖像處理和機器學習協(xié)處理器。該芯片初現(xiàn)在谷歌兩代PIxel系列手機當中，直到Pixel 4，該芯片才被Pixel Neural Core取代。

在谷歌力圖自研手機芯片的這幾年，業(yè)界對其何時推出手機處理器芯片也產(chǎn)生了期待。這種期待也終于在今年開花結(jié)果了。根據(jù)SlashGear報道稱，谷歌的自研SoC芯片將會在今年晚些時候出現(xiàn)在谷歌Pixel 6智能手機和另外一臺設(shè)備上。據(jù)消息人士透露，谷歌自研的SoC代號為Whitechapel，由三星代工，采用最新的5nm制程工藝，擁有8顆核心。

除此之外，谷歌還在在2017年的Google Cloud Next 大會上，谷歌發(fā)布了一款名為Titan的安全芯片。其中，Titan M是谷歌專門為智能手機安全而打造的一款芯片，這顆芯片隨后也被用在了Pixel 3/XL上。

智能手機作為現(xiàn)代實現(xiàn)交互功能的核心產(chǎn)品，其安全性越來越受到重視，為了推廣智能手機安全元件（Secure Element / SE），谷歌在今年聯(lián)合一眾安全元件的廠商組成聯(lián)盟 Android Ready SE Alliance，其目的就是加速這元件廣泛應(yīng)用到 Android 設(shè)備內(nèi)的進程，同時也會開發(fā)開源套件和預(yù)制的applet。如果他們的這種做法成為了業(yè)界的共識，那么，谷歌在手機領(lǐng)域的影響力或能得到進一步的提升。

但從對Titan的定位上看，該芯片旨在用于 Google Cloud Platform（GCP）服務(wù)器上的產(chǎn)品，目的是保證其顧客代碼和數(shù)據(jù)的安全性，可以防止竊聽硬件和插入固件植入來攻擊電腦。這也就是說，Titan系列芯片不僅僅可以用于手機。

另外，從谷歌首席執(zhí)行官桑達爾·皮查伊（Sundar Pichai）去年發(fā)表聲明顯示，公司將在硬件方面投入大量資金，并為2021年制定完善的路線圖。這引發(fā)了一系列猜測，按照技術(shù)專家預(yù)測，谷歌將涉足SoC領(lǐng)域，并不斷發(fā)展自己的芯片，用于未來的Pixel和Chromebook。

結(jié)合谷歌發(fā)布的產(chǎn)品來看，他們從手機芯片拓展到PC芯片的自研也是很有可能的。一方面是，他們的相關(guān)芯片已經(jīng)在手機上取得了一定的市場認可；另一方面，有了蘋果M1芯片的例子，或許能夠鼓勵他們在成功試水手機SoC后，還會以Arm架構(gòu)為基礎(chǔ)向PC等領(lǐng)域做拓展。

除此之外，谷歌還在針對視頻芯片和汽車芯片進行了布局。

根據(jù)今年4月的報道顯示，為了保證YouTube的觀看體驗，谷歌還開發(fā)了一款名為Argos的自定義芯片，該芯片旨在保證YouTube能夠給用戶提供最佳的視頻質(zhì)量。

而谷歌在汽車領(lǐng)域的布局則主要是由其旗下 Waymo 的來完成的，根據(jù)韓媒報道稱，三星電子最近拿到了谷歌母公司Alphabet自動駕駛部門Waymo的一個項目，該項目將為下一代自動駕駛汽車研發(fā)芯片。

從邊到云，谷歌一直在布局

在手機、PC和汽車上進行布局是谷歌在終端產(chǎn)品上的新嘗試，那么他在云端領(lǐng)域上的發(fā)展則早就引起了業(yè)界的注意。

當年AlphaGo打贏了多名頂級圍棋選手后，新一代的人工智能浪潮就受到了業(yè)界的關(guān)注。根據(jù)相關(guān)報道稱，AlphaGo背后的神秘力量正是谷歌的TPU芯片。

TPU是谷歌在2015年推出的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專用芯片，為優(yōu)化自身的TensorFlow機器學習框架而打造，與GPU不同，谷歌TPU是一種ASIC芯片方案，是一種專門定制的芯片。時至今日，谷歌的TPU已經(jīng)迭代到了第四代。根據(jù)谷歌方便透露的消息顯示，其第四代TPU的平均性能比其第三代TPU高出2.7倍。

憑借TPU芯片的出色性能表現(xiàn)，也使得谷歌也成為了專用AI芯片的代表玩家。而他所推出的這種新架構(gòu)，也為新一代的人工智能浪潮帶來了新的啟發(fā)。

值得注意的是，谷歌還欲將其TPU應(yīng)用在EDA領(lǐng)域。根據(jù)谷歌發(fā)布的《芯片布局與深度強化學習》論文中顯示，他們公布了一種基于機器學習的芯片設(shè)計方法，聲稱可以將設(shè)計流程縮減到6個小時，而常規(guī)的芯片設(shè)計往往需要數(shù)周甚至更久。相關(guān)報道稱，利用云上資源，進行芯片驗證，還可以大大加速芯片開發(fā)的時間。

而芯片設(shè)計上云，也正是目前半導體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展的趨勢之一。就這一點上來看，雖然谷歌在芯片領(lǐng)域的起步不算早，但他似乎又跑在了前面。

不僅如此，谷歌還將其TPU芯片逐漸帶入到了邊緣端。為此，他們在2018年推出了Google Edge TPU。根據(jù)谷歌云官網(wǎng)介紹顯示，Edge TPU 是對Cloud TPU和Google Cloud服務(wù)的補充，提供端到端、云端到邊緣、“硬件 + 軟件”的基礎(chǔ)架構(gòu)，可協(xié)助客戶部署基于 AI 的解決方案。

從云端，到邊緣端和手機智能終端，谷歌圍繞著AI芯片的布局越來越廣。

開源：谷歌骨子里面的浪漫

我們都知道，谷歌通過安卓開源取得了非常巨大的成功。在他們向芯片領(lǐng)域做拓展的過程中，他們也試圖用開源的方式，來進入到這個行業(yè)的發(fā)展中。

去年，谷歌的軟件工程師Tim Ansell宣布了同SkyWater合作的第一個可制造的、開源的PDK——SkyWater PDK。根據(jù)相關(guān)報道稱，被選中的企業(yè)無需承擔昂貴的制造費用，谷歌將為其提供完全免費的芯片制造流程。

據(jù)了解，這是同類產(chǎn)品中的第一個開放源代碼處理工具，使用此PDK，可以在130nm節(jié)點的SkyWater晶圓廠生產(chǎn)芯片。

2021年，谷歌資助的這個項目也得到了落地。根據(jù)公開消息顯示，SkyWater Technology和Efabless宣布由Google贊助的開源多項目晶圓（MPW）shuttles的首個流片，該shuttles由Efabless管理，由SkyWater制造。

如果開源PDK的模式取得了成功，這會降低企業(yè)進入半導體行業(yè)的門檻。

結(jié)語

從谷歌目前在芯片行業(yè)的布局上看，他們不僅試圖在現(xiàn)有的看得見的賽道（包括手機、汽車等領(lǐng)域）上進行競爭，還在向“看不見”的更上游的芯片設(shè)計方面發(fā)展（包括他們在Cloud EDA、PDK等方面的動作）。

在看得見的領(lǐng)域上，谷歌所涉及的方向都正在經(jīng)歷行業(yè)重塑，而他們有機會從新的競爭當中贏得進入到芯片市場的機會。而在看不見的領(lǐng)域當中，無論是PDK開源項目還是芯片設(shè)計上云，如果這些新的模式被業(yè)界所接受，那么，谷歌將注定在芯片行業(yè)的發(fā)展史中留下濃墨重彩的一筆。

原文標題：谷歌的芯片布局

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責任編輯：haq