唯物的中国芯片产业深度观察

人工智能圈最新“合纵连横”事件曝光。

2月底，“硅仙人”吉姆·凯勒领导的人工智能芯片公司Tenstorrent，与日本前沿半导体技术中心（LSTC）建立重要合作伙伴关系。

围绕“软件霸主”微软和OpenAI、“硬件霸主”英伟达的攻城战，已经加速进入“路线之争”阶段。

Tenstorrent和LSTC的合作，旨在开发2纳米人工智能加速器——不仅意味着半导体行业首次启动跨组织芯粒（chiplet）开发，更有希望重新定义日本的人工智能水平。

日本“国家队”为何千挑万选押注Tenstorrent，后者到底代表哪种光明路线？

日本捆绑“硅仙人”

2月27日，Tenstorrent和日本前沿半导体技术中心达成“多层次合作协议”。

Tenstorrent有两个招牌领域，开源指令集架构RISC-V和乐高式微型集成电路“芯粒”。

图源：Tenstorrent

日本前沿半导体技术中心身负众望。它与近期屡见报端的晶圆厂Rapidus同属日本经济产业省。后者正在札幌建造工厂，科学家和工程师奔赴纽约，接受IBM研究人员的培训。IBM在2021年率先开发出全球第一个2纳米芯片，但未曾量产。

前沿半导体技术中心侧重技术，Rapidus侧重制造。二者一软一硬，被日本政府寄予半导体行业“翻身”的热望。

21世纪第一个十年，日本电子工业“日薄西山”，核心就是芯片竞争的失利。电子巨头观念保守、转型迟缓，产品差异很小；又错过了IDM厂向“芯片设计加晶圆代工”转型的浪潮。

2012年，尔必达破产，瑞萨接受“输血”，日本电子产业全线崩溃。松下、索尼、夏普亏损总额高达1.6万亿日元。日本电子产业产值12万亿日元，不到2000年时26万亿日元的一半。

虽然在非标准化的半导体原料和设备领域，日本依然占有很强的优势——所谓输在物理，赢在化学，然而，2019年日本向韩国限制三种半导体原材料出口“吃瘪”，韩国将订单投向中国，日本信心大减。

先是2021年“缺芯”，作为经济支柱的汽车产业没法“开张”；后有2022年美国抛出“芯片法案”，支持“友岸制造”。日本经济产业省判断，“下一代半导体是一项核心技术，将带来量子技术和AI等领域的重大创新”，因此以“举国之力”打造前沿半导体技术中心和Rapidus，2027年量产2纳米芯片，杀回血雨腥风的芯片江湖。

血雨腥风背后，要的是真金白银。日本政府许诺高额投资，覆盖基础材料、化学开发、先进封装再到晶圆代工的整个产业链。

日本经济产业省也意识到，发展芯片，不仅要靠“全日本”团队努力，更要依靠国外研究机构和产业界的大力协助。

自2016年成立以来，Tenstorrent一直以提供市场上性能最高的RISC-V CPU技术闻名。首席执行官吉姆·凯勒诨名“硅仙人”，曾开发出特斯拉首款自动驾驶芯片、Apple iPad芯片和AMD的禅（Zen）架构，堪称业界传奇。

日本前沿半导体技术中心此番携手“硅仙人”，也是由于愿景一致，即芯片的未来将由异构计算驱动，RISC-V与AI内核结合，前景光明。

叫板芯片巨头

人工智能是新风口，它的应用需要一套全新的软硬件方案，来加速处理大量数据。

Tenstorrent想用更灵活的芯片架构颠覆旧格局：用免费开源的RISC-V指令集架构，推翻传统的X86和Arm架构。同时，配备基于异构运算的RISC-V芯片，可以用来运行AI大模型，进行推理训练。

科技初创公司谈颠覆的人太多，但Tenstorrent靠吉姆·凯勒背书，已经拿下第七轮融资，估值超过2亿美元。

吉姆·凯勒1984年从宾夕法尼亚州立大学拿到电子工程学士学位后，就投身芯片产业。先是加入其时风头正劲的DEC，主导设计了Alpha 21164和21264两款处理器。1998年入职AMD，设计了Athlon K8处理器，使东家首次得以与英特尔一较高低。参与设计X86-64架构，令AMD的技术路线一举超越英特尔。

吉姆·凯勒

1999年，吉姆·凯勒加入Sibyte，设计出1Gbit/s网络接口的MIPS芯片，为日后苹果A系列芯片奠定基础。加入P.A.Semi4年后，公司被苹果收购，他主导设计了A4、A5两代移动处理器，产品iPhone 4/4S和iPad/iPad2热卖，乔布斯相当满意——此前用的都是三星芯片。

吉姆·凯勒再回AMD，开发了“禅”微架构，将AMD处理器性能提升40%。凭借历史上最著名的架构，AMD逆袭夺回市场领先地位。

2015年吉姆·凯勒进入特斯拉，开发了自动驾驶芯片Autopilot，出货量达100万块。2018年，吉姆·凯勒在英特尔任职，研发NGC架构，创下领导1万名工程师协作的“世界纪录”。

特斯拉自动驾驶技术

2020年，英伟达A100所向披靡。吉姆·凯勒似乎要杀一杀英伟达的气焰，加盟Tenstorrent，先后担任首席技术官、首席执行官。

从业40年，吉姆·凯勒看谁“落败”或者陷入低谷就加入谁，然后助其打造拳头产品，笑傲江湖，有几分侠客之风。他主导参与Alpha、MIPS、X86、Arm等市面几乎所有主流指令集的开发，如今主攻RISC-V，自有“引领风向”之力。

2月7日，Tenstorrent基于12纳米工艺的Grayskull芯片上市。两款产品均包含120个定制AI内核Tensix，具备完全C++可编程、多线程、前端功能；高面积和功率效率矩阵计算引擎等。

据说即将推出的Black Hole芯片采用6纳米工艺，基于用于异构运算的SiFive RISC-V X-280架构。整个软件栈只有约5万行代码。

Tenstorrent的RISC-V处理器/ 图源：Tenstorrent

异构，就是CPU、DSP、GPU、ASIC、协处理器、FPGA等各种计算单元，以及使用不同类型指令集、不同体系架构的计算单元。它们组成一个混合系统，执行计算的方式就是“异构计算”。

业界巨头AMD、英特尔和英伟达都已经大搞GPU加CPU异构运算，来满足人工智能项目的狂热需要。Tenstorrent正是唯一能和大佬叫板的初创公司。

而且它的灵活性、适应性更强，已经挑战了近日闯入美股前三的英伟达的芯片优势——易开发。

搭上AI顺风车

Tenstorrent和日本合作，投资者“非常兴奋”，日本政府也非常兴奋。

首先，合作“软硬兼施”，效果也是刚柔并济。

日本前沿半导体技术中心有自己的AI加速器，Tenstorrent会将其转化为可根据AI应用扩展的功能芯片——比如打造汽车、机器人等应用所需的芯粒。

同时，消费市场需要的AI芯片种类繁多、数量巨大，Rapidus晶圆厂也不愁“没活干”。

其次，日本下注Tenstorrent的芯粒生态系统。

Tenstorrent 首席执行官 Jim Keller 与 Rapidus 首席执行官 Atsuyoshi Koike 握手

Tenstorrent首席芯片架构师练维汉介绍过，要想在行业内达成“乐高式”的愿景，前提要有一个统一的架构定义，决定系统如何兼容，总线是什么样的，连接器是什么样的。该公司的架构定义将在2024年完成，2025年年中执行。

对于日本来说，遵循Tenstorrent的芯粒规格，不仅意味着让自己制造的AI加速器和Tenstorrent的RISC-V处理器内核，在满足热量和功耗要求的同时进行连贯通信，更意味着遵循Tenstorrent的芯粒生态系统标准，日后全部产品均依此搭建。

第三，日本推动RISC-V的使用，也在培养日本工程师研究RISC-V内核设计。

近日日本软银集团创始人孙正义宣布筹集1000亿美元，建立一家AI芯片公司，与英伟达竞争。这家公司代号为“Izanagi”（伊邪那岐，日本创世神之一），将与旗下去年分拆上市的Arm合作。

日本软银集团创始人孙正义

而日本“国家队”采用RISC-V架构，没有选择Arm，更像是给发展路线下了“双保险”。

想和Tenstorrent合作的，还有印度。可以说，在Tenstorrent身上，一些亚洲国家都看到了搭上全球人工智能潮流顺风车的好机会。

日本能不能在2纳米一战成名，取决于前沿半导体技术中心和Rapidus的成绩。和过去那些财团主导的传统企业相比，这两家公司显得“微”不足道。

但是，二者都将合作延伸至海外，放弃了单打独斗的“民族主义”风格，似乎已经汲取到了历史教训。

当然，日本也没把所有鸡蛋都放在一个篮子里。

2月24日，晶片制造商台积电的日本熊本工厂正式投入运行。揭幕式上，日本政府宣布将再向台积电补助约48亿美元，协助其兴建第二工厂。据悉第三座晶圆厂也已开始选址，有望在大阪建设。

万一Rapidus的2纳米计划搞砸了，还有台积电“兜底”。