Tại sao mọi gã khổng lồ công nghệ lại đột nhiên muốn xây dựng chip riêng của họ

Xiaomi vừa gây bất ngờ: nhà sản xuất smartphone Trung Quốc đã công bố XRING 01, bộ vi xử lý di động do chính họ phát triển dựa trên quy trình 3nm tiên tiến của TSMC. Động thái này khiến Xiaomi trở thành công ty thứ tư trên toàn cầu—sau Apple, Samsung và Huawei—thiết kế chip smartphone flagship của riêng mình. Nhưng điều thực sự thú vị là: Xiaomi chỉ là công ty mới nhất trong một làn sóng các công ty công nghệ từ bỏ các bộ vi xử lý thông dụng và xắn tay áo để thiết kế silicon tùy chỉnh.

Điều gì đang thúc đẩy cơn sốt vàng này?

Silicon tùy chỉnh có nghĩa là xây dựng các chip được thiết kế riêng cho nhu cầu của công ty bạn, thay vì mua các sản phẩm tiêu chuẩn từ Qualcomm, Intel hoặc AMD. Nghe có vẻ đắt đỏ, phải không? Các công ty vẫn đang làm điều đó vì ba lý do thuyết phục:

Tăng tốc hiệu suất: Khi bạn thiết kế một con chip chỉ cho ngăn xếp phần mềm và khối lượng công việc AI của mình, bạn có thể khai thác nhiều năng lượng hơn cho mỗi watt. Chip M-series của Apple? Chúng là những con quái vật tuyệt đối trong việc chỉnh sửa video và học máy chính xác vì chúng được xây dựng xung quanh macOS và các thuật toán của chính Apple. Một con chip chung không thể cạnh tranh.

Toán Chi Phí Dài Hạn: Chắc chắn rằng chi phí R&D ban đầu rất nặng nề. Nhưng sản xuất hàng triệu đơn vị mỗi năm? Đột nhiên việc cắt giảm biên lợi nhuận của bên trung gian trở thành một chiến thắng lớn. Xiaomi đã tập hợp một đội ngũ 1.000 người cụ thể cho XRING 01—đó là mức độ nghiêm túc của họ.

Giáp Chuỗi Cung Ứng: Sau COVID và các căng thẳng địa chính trị, phụ thuộc vào một nhà cung cấp chip đơn lẻ cảm thấy rủi ro. Khi bạn kiểm soát silicon của riêng bạn, bạn kiểm soát số phận của mình. Không còn lo lắng về việc thiếu hụt làm trì hoãn việc ra mắt sản phẩm của bạn.

Những Người Chơi Lớn Đang Di Chuyển

Các thương hiệu tiêu dùng đang dẫn đầu cuộc chiến. Apple đã chứng minh mô hình này hoạt động. Samsung đã âm thầm vận chuyển chip Exynos trong nhiều năm. Giờ đây, Xiaomi và Huawei đang theo sau ( mặc dù Huawei phải đối mặt với các hạn chế xuất khẩu khắc nghiệt từ Mỹ ).

Nhưng đây là sức mạnh thực sự: các ông lớn đám mây. Google, Amazon, Microsoft, và Meta đang vận hành các trung tâm dữ liệu quy mô hành tinh một cách tập thể. Họ đang chi hàng tỷ đô la cho các chip AI tùy chỉnh—TPU của Google, Trainium và Inferentia của Amazon—bởi vì nó cho phép họ tối ưu hóa cụ thể cho việc đào tạo các mô hình ngôn ngữ khổng lồ. Amazon được cho là đang nhồi nhét toàn bộ trung tâm dữ liệu với silicon của riêng mình, bao gồm cơ sở hạ tầng cho công việc AI của Anthropic.

Áp lực lên các nhà sản xuất chip truyền thống

Qualcomm nên lo lắng. Mỗi chiếc điện thoại flagship sử dụng dòng A của Apple, Exynos của Samsung, hoặc giờ đây là XRING 01 của Xiaomi là một Snapdragon không được bán.

Tình hình của NVIDIA thì phức tạp hơn. Công ty vẫn thống trị thị trường chip AI nói chung, nhưng các nhà cung cấp dịch vụ đám mây quy mô lớn đang dần chiếm lĩnh thị phần bằng cách thay thế các GPU có biên lợi nhuận cao bằng các bộ tăng tốc tùy chỉnh được tinh chỉnh cho các khối lượng công việc cụ thể của họ.

Điều này không có nghĩa là những nhà cung cấp này biến mất - nhưng họ buộc phải thích nghi hoặc bị đẩy sang một bên.

TSMC và Arm nắm giữ những chìa khóa

Đây là một bước ngoặt: sự gia tăng của silicon tùy chỉnh thực sự tăng cường TSMC và Arm.

Tại sao? Bởi vì các công ty thiết kế chip của riêng họ vẫn cần ai đó để sản xuất chúng. Xây dựng một nhà máy tốn hàng chục tỷ và mất nhiều năm. Mô hình “foundry” của TSMC—chỉ sản xuất mà không thiết kế chip của riêng họ—đã trở thành nền tảng của cơn bùng nổ silicon tùy chỉnh. Các đội ngũ của Apple, Xiaomi, Amazon—tất cả đều phụ thuộc vào quy trình 3nm và sắp tới là 2nm của TSMC.

Tương tự, hầu hết các chip tùy chỉnh cấp phép kiến trúc lõi của Arm (CPU, thiết kế GPU). XRING 01 của Xiaomi sử dụng Cortex-X925 và Immortalis-G925 của Arm. Điều này cho phép các công ty xây dựng các bộ vi xử lý tinh vi mà không cần phát minh lại bánh xe, rút ngắn thời gian phát triển.

Vấn Đề Kiểm Soát Xuất Khẩu

Một điều nữa đáng lưu ý: Hoa Kỳ không cấm tất cả các chip tiên tiến cho Trung Quốc - chỉ những chip quan trọng cho AI và mục đích quân sự. Đó là lý do tại sao Xiaomi, tập trung vào điện thoại tiêu dùng, có thể hợp tác với TSMC để sản xuất 3nm. Huawei thì không may mắn như vậy; các hạn chế gần như loại họ ra ngoài. Đây là một cách tiếp cận có mục tiêu, không phải là một lệnh cấm toàn diện.

Hướng đi tiếp theo

Hãy mong đợi các cổng silicon tùy chỉnh floodGates sẽ mở rộng hơn. Khi khối lượng công việc AI bùng nổ, các công ty ô tô thiết kế chip cho các hệ thống tự động, các công ty công nghiệp tối ưu hóa cho điện toán biên—mọi người sẽ muốn silicon tối ưu hóa riêng của họ.

Rào cản? Xây dựng các đội thiết kế nội bộ là khó khăn. Điều hướng các mối quan hệ với xưởng đúc, cấp phép kiến trúc IP, chờ đợi nhiều năm để thu hồi vốn. Nhưng lợi ích về hiệu suất, hiệu quả và sự độc lập chiến lược là quá lớn để bỏ qua.

Điểm mấu chốt: ngành công nghiệp chip đang phân mảnh. Mô hình cũ - mua từ một nhà cung cấp khổng lồ - đã chết. Chào mừng đến với một kỷ nguyên mà mọi công ty công nghệ nghiêm túc đều nghĩ về thiết kế chip theo cách họ nghĩ về phần mềm.