文|知產(chǎn)力 云柯
編輯|布魯斯
近日，芯片行業(yè)發(fā)生了一件大事！軟銀旗下的半導(dǎo)體IP巨頭——Arm向美國證券交易委員會(huì)提交了IPO文件，正式申請(qǐng)?jiān)诿郎鲜小?/p>
Arm處于芯片的上游，主要經(jīng)營模式是通過設(shè)計(jì)ip，包括指令集構(gòu)架、微處理器、圖形核心、互聯(lián)構(gòu)架，然后授權(quán)給芯片廠商，幫助后者更快捷的設(shè)計(jì)芯片。
從收入構(gòu)成來看，Arm的賺錢模式主要有兩種：一種是通過許可證賺錢（占比總收入為37%）；另一個(gè)則是利用特許權(quán)使用費(fèi)賺錢（占比總收入63%）。
Arm收入構(gòu)成（圖片來源：ARM招股說明書）
許可證模式指的是，其他公司在用Arm的架構(gòu)設(shè)計(jì)芯片時(shí)，需要給其一筆授權(quán)費(fèi)，用一次給一次。而特許權(quán)使用費(fèi)模式則是芯片廠商用了Arm的構(gòu)架，把生產(chǎn)的芯片賣出去以后，Arm再按照一定比例進(jìn)行抽成。
目前，Arm讓全世界99%的智能手機(jī)都用上了自己設(shè)計(jì)的芯片架構(gòu)。蘋果、英偉達(dá)、高通、三星等科技巨頭，都是Arm的客戶。
但別看現(xiàn)在的Arm風(fēng)光無限。然而，在pc時(shí)代，Arm卻被英特爾完虐，直至進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，才開始鋒芒畢露。
時(shí)間回到1980年代初。艾康電腦經(jīng)過持續(xù)研發(fā)后，推出了Arm處理器；1985年，Arm1誕生（但從未被商用）；1986年和1990年又分別推出了Arm2和Arm3。
在這個(gè)過程中，Arm的處理器在英國教育計(jì)算機(jī)市場(chǎng)獲得了短暫的成功，其銷量使艾康電腦的利潤大幅增長。1979年至1983年，艾康電腦的利潤從0.3萬英鎊大漲到了860萬英鎊。
之后，蘋果剛好正在為其即將上市的牛頓掌上電腦Newton MessagePad尋找一種合適的移動(dòng)處理器。而Arm芯片具有低功耗和高效能，非常符合掌上電腦這種小型硬件設(shè)備。這時(shí)蘋果的芯片代工合作伙伴VLSI將艾康介紹給了蘋果。
但當(dāng)時(shí)艾康電腦的錢不夠用。于是1990年秋天，蘋果、VLSI和艾康花了六周時(shí)間就合資事宜進(jìn)行談判，最終決定蘋果出錢、艾康出人、VLSI提供工具技術(shù)，三家公司共同創(chuàng)立一家芯片合資公司，公司名為Advanced RISC Machine”，簡(jiǎn)稱Arm。
成立之后，以Arm為代表的做精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)的芯片公司，遭到芯片巨無霸Intel的打擊。當(dāng)時(shí)英特爾的復(fù)雜指令集受益于先發(fā)優(yōu)勢(shì)，雖然與整個(gè)精簡(jiǎn)指令集的反抗陣營為敵，但是建筑在Wintel聯(lián)盟（即兩家公司在PC產(chǎn)業(yè)內(nèi)密切合作，以推動(dòng)windows操作系統(tǒng)在基于英特爾CPU的PC機(jī)上運(yùn)行的打壓）基礎(chǔ)上的軟硬件生態(tài)已經(jīng)牢不可破，這讓精簡(jiǎn)指令集在個(gè)人電腦領(lǐng)域無所作為。
復(fù)雜指令集打敗精簡(jiǎn)指令集，兩者間第一次交鋒的成敗關(guān)鍵，不在于技術(shù)，而是商業(yè)慣性。
在pc市場(chǎng)失敗，沉默了好幾年后的Arm抓住了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的浪潮，成為該領(lǐng)域的芯片構(gòu)架王者，這一切快得讓Intel來不及反應(yīng)。擴(kuò)展開來講，Arm的精簡(jiǎn)指令之所以能抓住移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶來的機(jī)會(huì)，主要有以下幾點(diǎn)原因：
01 搭上蘋果這個(gè)硬件王者的快車
1997年陷入低谷的蘋果迎回喬布斯，基于尋找現(xiàn)金的喬布斯，趁Arm在1998年上市的時(shí)機(jī)，將蘋果對(duì)Arm的持股降至14.8%，獲得11億美元的現(xiàn)金。
拿到這筆錢的喬布斯，于2001年推出iPod。這款劃時(shí)代的音樂播放器，吹響蘋果振興的號(hào)角，2007年蘋果又推出iPhone開始移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。這兩個(gè)超級(jí)爆款，都是使用的Arm架構(gòu)芯片。
連喬布斯這種對(duì)硬件性能極致要求的人都使用Arm的產(chǎn)品，你想想其他切入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的玩家會(huì)怎么做？
毫無疑問，跟隨。安卓入局之后，Arm徹底無人能擋。
02 高強(qiáng)度的研發(fā)投入
在科技行業(yè)，研發(fā)投入的強(qiáng)度與技術(shù)的先進(jìn)性，具有正相關(guān)性。
以最新一期的年報(bào)數(shù)據(jù)為例，Arm研發(fā)投入強(qiáng)度在可比公司中，具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
從Arm招股書來看，2022財(cái)年公司在北美、歐洲和亞洲擁有全職員工5963名，其中專注于研究、設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新的員工約占80%，研發(fā)費(fèi)用占總收入比例為42%。而且Arm的研發(fā)投入強(qiáng)度在遞增，2021年、2020年，Arm研發(fā)費(fèi)用占總收入比例分別為37%和40%。
來瞧瞧幾家生命力旺盛的芯片公司的研發(fā)投入，英偉達(dá)、AMD、英特爾同期研發(fā)費(fèi)用占總收入比例分別為27.2%、21.2%和27.8%。
再看看過去幾年全球互聯(lián)網(wǎng)公司中研發(fā)投入強(qiáng)度最高的兩家公司Meta和百度。Meta研發(fā)費(fèi)用占總收入比例為30.3%，百度的核心研發(fā)費(fèi)用占總收入比例為22.4%。
華為的研發(fā)也是讓人津津樂道的，它有20萬人，一半是搞技術(shù)的（Arm 80%是搞技術(shù)的），研發(fā)費(fèi)用占總收入比例為25.1%。
Arm、英特爾、百度等企業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度對(duì)比分析（數(shù)據(jù)來源：企業(yè)年報(bào)）
高強(qiáng)度的研發(fā)投入是Arm可以一直保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的核心原因之一。
03 較低的產(chǎn)品定價(jià)
特許權(quán)使用費(fèi)模式，作為Arm最賺錢的業(yè)務(wù)，定價(jià)卻出奇的低。
具體定價(jià)為產(chǎn)品價(jià)格的1%-3%，也就是說一個(gè)100美元的芯片，按照1%-3%的比例，需要支付給Arm1-3美元。
1%-3%的收費(fèi)比例看似并不低，但問題在于Arm的收費(fèi)對(duì)象是芯片，而不是終端的手機(jī)。據(jù)火星數(shù)據(jù)研究所根據(jù)Arm2019年披露的數(shù)據(jù)測(cè)算，公司平均一個(gè)CPU的特許權(quán)使用費(fèi)才16美分，折合成人民1.1元。我們出門買瓶可樂的錢，都可以買3個(gè)Arm的特許使用權(quán)！
對(duì)比其他類似高科技企業(yè)，把自己的專利授權(quán)給硬件企業(yè)使用時(shí)，他們的產(chǎn)品定價(jià)都是針對(duì)終端產(chǎn)品收費(fèi)，普遍收取的費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Arm。
比如，高通提出的專利費(fèi)率為：一部使用高通標(biāo)準(zhǔn)必要專利的3G、4G、5G多模手機(jī)，需要給高通專利費(fèi)的比例為該手機(jī)原價(jià)的3.25%。也就是說，一款手機(jī)價(jià)格3000元/臺(tái)，高通就要向其收取97.5元的專利費(fèi)。
再比如汽車專利池Avanci。早在2018年初，其許可費(fèi)為每輛車15美元，并宣布不漲價(jià)。2022年，Avanci宣布4G許可費(fèi)用調(diào)整為每輛車20美元。2023年8月，Avanci發(fā)布5G計(jì)劃（含4G/3G/2G），許可費(fèi)為每輛車32美元。
從上述數(shù)據(jù)可以看出，占據(jù)市場(chǎng)支配地位的Arm，針對(duì)下游客戶的產(chǎn)品定價(jià)并不高，這也是其市場(chǎng)占有率高達(dá)99%，收入和利潤規(guī)模卻不是特別大的核心原因。
04 低耗能產(chǎn)品領(lǐng)域的“王者”
Arm的精簡(jiǎn)指令構(gòu)架，在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域具有較高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)開始時(shí)，Arm并不是一家獨(dú)大，英特爾X86是其主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但英特爾的X86最終卻敗給了Arm。
原因在于：
X86作為復(fù)雜指令集的處理器，經(jīng)常性調(diào)用的指令大約有20%，其他大部分指令集只不過是“待命狀態(tài)”，這就大幅增加了硬件功耗。Arm作為精簡(jiǎn)指令集的處理器，以少、精為主要特點(diǎn)，尤其是常用的計(jì)算指令，更多的衍生指令則可以依靠這些基礎(chǔ)指令組合來執(zhí)行，這就有效降低了電池功耗。
對(duì)于手機(jī)而言，由于機(jī)身限制，可以裝載的電池容量有限，且需要隨身攜帶，計(jì)算指令設(shè)計(jì)的過于復(fù)雜，就會(huì)導(dǎo)致手機(jī)續(xù)航大幅縮短。而計(jì)算指令在滿足用戶需求的同時(shí)，設(shè)計(jì)的越精簡(jiǎn)，則可以大幅提高手機(jī)續(xù)航能力。
正是因?yàn)樽鳛槭謾C(jī)處理器，X86“無效功能設(shè)計(jì)”太多，Arm才能擊敗X86成為手機(jī)芯片構(gòu)架領(lǐng)域的絕對(duì)霸主。
05 芯片構(gòu)架領(lǐng)域擁有大量專利
根據(jù)Arm披露的招股書顯示，公司擁有或共同擁有已發(fā)布的專利數(shù)量約為6800項(xiàng)。
比如，Arm的核心專利之一——使用可編程重要性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備和方法，專利號(hào)為US9766857B2。該專利可以減少CPU的不必要計(jì)算能力，進(jìn)而減少能量消耗、提高性能。
US9766857B2的摘要及附圖（來源：知產(chǎn)寶數(shù)據(jù)庫）
Arm在手機(jī)芯片構(gòu)架領(lǐng)域積累了大量專利技術(shù)。有了這些專利技術(shù)以后，其他公司想要進(jìn)入手機(jī)芯片架構(gòu)領(lǐng)域，就得掂量掂量了。
有一個(gè)現(xiàn)成的例子，能反應(yīng)Arm專利護(hù)城河的強(qiáng)度。
8月28日，“中國RISC-V專利聯(lián)盟”正式成立，聯(lián)盟理事長、芯原股份創(chuàng)始人戴偉民表示：
“想要發(fā)展好RISC-V產(chǎn)業(yè)，需要解決潛在的專利問題，雖然RISC-V指令集是開源的，但在微架構(gòu)實(shí)現(xiàn)上，IP行業(yè)領(lǐng)先者Arm等公司做了非常多的專利布局，RISC-V產(chǎn)品很可能會(huì)掉入專利陷阱。為保護(hù)RISC-V產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟會(huì)員，可借鑒2005年微軟與Linux專利戰(zhàn)歷史，把RISC-V企業(yè)的專利整合起來，大家聯(lián)合應(yīng)對(duì)Arm等機(jī)構(gòu)的專利挑戰(zhàn)?！?/p>
潛在對(duì)手的肯定，是對(duì)Arm專利技術(shù)最大的肯定。
展 望
Arm抓住了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會(huì)，并已成長為占據(jù)市場(chǎng)支配地位的企業(yè)。那么，Arm為何不提價(jià)賺取更多的商業(yè)回報(bào)呢？
其實(shí)Arm不是不想。
在Arm被孫正義收購以后，公司想切換收費(fèi)對(duì)象，從對(duì)芯片廠商收取許可費(fèi)，到轉(zhuǎn)向終端設(shè)備廠商收取。
簡(jiǎn)單來講，就是過去根據(jù)芯片的價(jià)格按比例收取費(fèi)用，現(xiàn)在根據(jù)手機(jī)的價(jià)格按比例收取費(fèi)用。而芯片價(jià)格一般僅占到手機(jī)價(jià)格的10%至20%，這意味著如果許可費(fèi)的比例不變——Arm這種轉(zhuǎn)變相當(dāng)于變相將售價(jià)提高5至10倍。
不過，移動(dòng)芯片市場(chǎng)主要由蘋果、三星、高通、華為、聯(lián)發(fā)科等少數(shù)巨頭把持，Arm想要徹底改變定價(jià)方式，并不是一家容易的事。想要改變游戲規(guī)則，光靠談判可能性不大，只有像Avanci那樣直接“掀掉桌子”，大打?qū)＠麘?zhàn)才有可能，只是Arm或者說孫正義有這個(gè)勇氣嗎？