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

進(jìn)入到2021年以后，谷歌在芯片領(lǐng)域的消息開(kāi)始不斷地出現(xiàn)在市場(chǎng)當(dāng)中，這其中不僅包含了推出自研的芯片，還包括了對(duì)相關(guān)芯片企業(yè)進(jìn)行收購(gòu)以及宣布開(kāi)源計(jì)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(kāi)疆拓土的第一步

谷歌進(jìn)軍芯片行業(yè)，要從其智能手機(jī)說(shuō)起。

2016年，谷歌推出了全新Android智能手機(jī)Pixel系列以取代原來(lái)的Nexus系列。從這兩者的定位上看，谷歌每一代Nexus手機(jī)都配置了當(dāng)時(shí)最新的硬件并能第一時(shí)間升級(jí)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(kāi)發(fā)者程序員才會(huì)使用的手機(jī)。而谷歌之所以推出Pixel系列手機(jī)，也是為了扭轉(zhuǎn)市場(chǎng)對(duì)其手機(jī)業(yè)務(wù)的這一印象。這也被視為是谷歌對(duì)其手機(jī)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(jī)，谷歌也在他身上花了不少心思。其中，自研手機(jī)芯片便是他們的發(fā)力點(diǎn)之一。為此，谷歌招攬了大量的人才。

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

與此同時(shí)，谷歌作為一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，他未來(lái)對(duì)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(shì)下，谷歌也希望在這塊領(lǐng)域加強(qiáng)其自研芯片的實(shí)力。

據(jù)外媒The Verge在2019年的報(bào)道顯示，谷歌還通過(guò)建立新的工程師團(tuán)隊(duì)來(lái)完善自己智能手機(jī)和數(shù)據(jù)中心的芯片設(shè)計(jì)，這支團(tuán)隊(duì)致力于在印度南部卡納塔克邦首府班加羅爾一個(gè)初展頭角的半導(dǎo)體工廠的項(xiàng)目。路透社則有報(bào)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(dá)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(qǐng)英特爾長(zhǎng)期高管烏里·弗蘭克（Uri Frank）為副總裁來(lái)運(yùn)營(yíng)其定制芯片部門。

由此可見(jiàn)，谷歌已經(jīng)開(kāi)始在芯片領(lǐng)域開(kāi)疆拓土。

收購(gòu)：自研芯片的速效方式

除了招攬芯片人才外，谷歌也開(kāi)始收購(gòu)相關(guān)芯片企業(yè)來(lái)加強(qiáng)其自研芯片的實(shí)力。

2018年，谷歌宣布完成 11 億美金對(duì) HTC 智能手機(jī)Pixel團(tuán)隊(duì)的收購(gòu)。根據(jù)協(xié)議，HTC 的移動(dòng)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(guò)這項(xiàng)協(xié)議獲取 HTC 的部分非獨(dú)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

根據(jù)彭博社的報(bào)道稱，在收購(gòu)HTC負(fù)責(zé)Pixel的團(tuán)隊(duì)后，谷歌在自主芯片研發(fā)上的能力得到了進(jìn)一步的提升。谷歌的硬件主管在接受采訪時(shí)表示，自主研發(fā)的芯片將會(huì)在未來(lái)的Pixel設(shè)備上出現(xiàn)。

在今年當(dāng)中，根據(jù)IEEE Spectrum在一項(xiàng)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，谷歌已悄悄收購(gòu)Provino Technologies，一家開(kāi)發(fā)用于機(jī)器學(xué)習(xí)的片上網(wǎng)絡(luò)（NoC）系統(tǒng)的初創(chuàng)公司。

根據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示，NoC 能夠跨越同步和異步時(shí)鐘域或者使用不受時(shí)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(lái)了便利。NoC 相比于其它設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)提高了 系統(tǒng)芯片的可擴(kuò)展性及復(fù)雜系統(tǒng)芯片的功率。

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

不僅僅是手機(jī)

無(wú)論是廣攬賢才還是收購(gòu)，都是谷歌為發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)而進(jìn)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(jī)可以視作是谷歌進(jìn)軍芯片領(lǐng)域的一個(gè)突破口。谷歌擁有自己的手機(jī)品牌，同時(shí)，在手機(jī)廠商都在積極進(jìn)行自研手機(jī)芯片的趨勢(shì)下，谷歌走向這條路也不無(wú)道理，更何況他們還招攬以及收購(gòu)了這方面的人才和企業(yè)。

但從谷歌發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看，他們從自研手機(jī)芯片的突破口不是手機(jī)處理器芯片，而是手機(jī)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(jī)芯片PIxel Visual Core，這是一顆尚未激活的圖像處理和機(jī)器學(xué)習(xí)協(xié)處理器。該芯片初現(xiàn)在谷歌兩代PIxel系列手機(jī)當(dāng)中，直到Pixel 4，該芯片才被Pixel Neural Core取代。

在谷歌力圖自研手機(jī)芯片的這幾年，業(yè)界對(duì)其何時(shí)推出手機(jī)處理器芯片也產(chǎn)生了期待。這種期待也終于在今年開(kāi)花結(jié)果了。根據(jù)SlashGear報(bào)道稱，谷歌的自研SoC芯片將會(huì)在今年晚些時(shí)候出現(xiàn)在谷歌Pixel 6智能手機(jī)和另外一臺(tái)設(shè)備上。據(jù)消息人士透露，谷歌自研的SoC代號(hào)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(huì)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(jī)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(jī)作為現(xiàn)代實(shí)現(xiàn)交互功能的核心產(chǎn)品，其安全性越來(lái)越受到重視，為了推廣智能手機(jī)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(jìn)程，同時(shí)也會(huì)開(kāi)發(fā)開(kāi)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(shí)，那么，谷歌在手機(jī)領(lǐng)域的影響力或能得到進(jìn)一步的提升。

但從對(duì)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(tīng)硬件和插入固件植入來(lái)攻擊電腦。這也就是說(shuō)，Titan系列芯片不僅僅可以用于手機(jī)。

另外，從谷歌首席執(zhí)行官桑達(dá)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(cè)，按照技術(shù)專家預(yù)測(cè)，谷歌將涉足SoC領(lǐng)域，并不斷發(fā)展自己的芯片，用于未來(lái)的Pixel和Chromebook。

結(jié)合谷歌發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看，他們從手機(jī)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(jī)上取得了一定的市場(chǎng)認(rèn)可；另一方面，有了蘋(píng)果M1芯片的例子，或許能夠鼓勵(lì)他們?cè)诔晒υ囁謾C(jī)SoC后，還會(huì)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(duì)視頻芯片和汽車芯片進(jìn)行了布局。

根據(jù)今年4月的報(bào)道顯示，為了保證YouTube的觀看體驗(yàn)，谷歌還開(kāi)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(lái)完成的，根據(jù)韓媒報(bào)道稱，三星電子最近拿到了谷歌母公司Alphabet自動(dòng)駕駛部門Waymo的一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將為下一代自動(dòng)駕駛汽車研發(fā)芯片。

從邊到云，谷歌一直在布局

在手機(jī)、PC和汽車上進(jìn)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(dāng)年AlphaGo打贏了多名頂級(jí)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(bào)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(jī)器學(xué)習(xí)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(shí)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(lái)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(qiáng)化學(xué)習(xí)》論文中顯示，他們公布了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的芯片設(shè)計(jì)方法，聲稱可以將設(shè)計(jì)流程縮減到6個(gè)小時(shí)，而常規(guī)的芯片設(shè)計(jì)往往需要數(shù)周甚至更久。相關(guān)報(bào)道稱，利用云上資源，進(jìn)行芯片驗(yàn)證，還可以大大加速芯片開(kāi)發(fā)的時(shí)間。

而芯片設(shè)計(jì)上云，也正是目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展的趨勢(shì)之一。就這一點(diǎn)上來(lái)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?cè)?018年推出了Google Edge TPU。根據(jù)谷歌云官網(wǎng)介紹顯示，Edge TPU 是對(duì)Cloud TPU和Google Cloud服務(wù)的補(bǔ)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(jī)智能終端，谷歌圍繞著AI芯片的布局越來(lái)越廣。

開(kāi)源：谷歌骨子里面的浪漫

我們都知道，谷歌通過(guò)安卓開(kāi)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(guò)程中，他們也試圖用開(kāi)源的方式，來(lái)進(jìn)入到這個(gè)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(gè)可制造的、開(kāi)源的PDK——SkyWater PDK。根據(jù)相關(guān)報(bào)道稱，被選中的企業(yè)無(wú)需承擔(dān)昂貴的制造費(fèi)用，谷歌將為其提供完全免費(fèi)的芯片制造流程。

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

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

如果開(kāi)源PDK的模式取得了成功，這會(huì)降低企業(yè)進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)的門檻。

結(jié)語(yǔ)

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(jiàn)的賽道（包括手機(jī)、汽車等領(lǐng)域）上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，還在向“看不見(jiàn)”的更上游的芯片設(shè)計(jì)方面發(fā)展（包括他們?cè)贑loud EDA、PDK等方面的動(dòng)作）。

在看得見(jiàn)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(jī)會(huì)從新的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中贏得進(jìn)入到芯片市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。而在看不見(jiàn)的領(lǐng)域當(dāng)中，無(wú)論是PDK開(kāi)源項(xiàng)目還是芯片設(shè)計(jì)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(biāo)題：谷歌的芯片布局

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