文
杨逍
编辑
Lina
芯片，国之命脉。这一枚小小的方块，竟卡住了我国无数尖端行业的咽喉，成了科技巨头们的阿喀琉斯之踵。年，36氪重磅推出《芯征程》系列产业观察。本系列将对半导体产业上下游进行一次全方位的深度研究，包括不断突破摩尔定律极限的制造巨头、设备供应商、材料供应商、以及芯片设计企业。希望我们的内容能够为饱受“缺芯”困扰的中国产业界提供一些借鉴与参考。这是36氪《芯征程》系列的第七篇，Enjoy。
从年至今，ARM一直处于风口浪尖，先是传出ARM和ARM中国的换帅风波；后有英伟达官宣收购ARM，这引起全行业抵抗、不满。
进入年，将整个IT世界搅得不安的ARM，倒是仍不紧不慢、极其有节奏地接连官宣产品。就在前几天的5月25日，ARM还发布3款CPU和3款GPU核心设计，为ARM笔记本、高端手机处理器、智能手表等产品提供新解决方案。
ARM是一家“小公司”，至今年营收不超过20亿美元。可ARM又是一家“大公司”，从苹果到三星，从华为到高通，全球超过90%以上的手机芯片里都有着它的技术，几乎卡住了全世界的“脖子”。
随着公司业务的扩展，如今，ARM的影响力已经先后进入了手机、电脑、数据中心、物联网、自动驾驶等不同领域，含有ARM技术的芯片累计出货超过亿颗，连起来可以绕地球25圈。
本文将回望ARM发展历程，看一看这家以赌博机计算机系统起家的公司，是如何发展为藏身于产品最底层的隐形王者的，又为何会以一再被迫“卖身”，陷入了长久的动荡之中。
HelloWorld，IamArm
年，刚刚从英国剑桥大学博士毕业的赫尔曼·豪泽和克里斯·克里在英国成立了Acorn电脑公司，也就是ARM的前身。
而Acorn成立三年前，比尔·盖茨成立了微软，史蒂夫·乔布斯成立了苹果。这批未来将在IT产业消费级市场叱咤风云的公司开始登场历史舞台。
年，BBC播出纪录片《强大的微处理》后，产生了巨大的轰动效应。这个纪录片向英国观众介绍了电脑时代即将来临，为了鼓励民众学习计算机，BBC想为电脑爱好者推出一款价位适中的英国产设备。
剑桥的Acorn拿下了这个订单。Acorn将这款为微型电脑命名为BBCMicro。令人意想不到的是，BBCMicro大卖，成为当时最受欢迎的电脑设备之一，销量从预计的1.2万台一路疯涨到万台，BBCMicro还于年获得了英国科学技术桂冠——女王技术奖。
（BBCMicro）
Acorn一炮而红，在微型机市场上露了脸。依靠BBCMicro的销售，Acorn的利润从年的英镑飙升到年6月的万英镑。
当时的微型机（个人电脑）跟现在的电脑不可同日而语。
万维网还没有出现，它既不能用来实时与人沟通，也无法检索信息。然而，它却是人类生产力的一大飞跃。当时，它已经可以进行简单的文字处理、表格计算工作，还有了早期的编曲软件、图像处理软件等。
Acorn公司所打造的BBCMicro主要面向国内的学校类客户、电脑爱好者，市场空间不大。
相比之下，商用市场有着更为巨大市场体量与想象空间。当时，IBM推出的第二代微型机在商业市场混得如鱼得水，Acorn见状蠢蠢欲动，打起了这块大蛋糕的主意。
Acorn的商业电脑设计方案需要使用第二块处理器与BBCMicro平台协同工作，但Acorn认为，BBCMicro上采用的摩斯太克公司处理器无法承担这个重任，但他们也一直没有找到能接替的芯片。Acorn倒是看上了英特尔的芯片，可英特尔拒绝合作。
无奈之下，Acorn走上了自研处理器的道路。可正是这一看似不起眼的决策，拉开了Acorn芯片未来称霸全球的序幕。
由于资源不足，为避开和英特尔、IBM等巨头竞争，Acorn选择了RISC技术路线（精简指令集），与英特尔主导的x86架构相比，它不仅开发难度低，而且低成本、低性能、低功耗。
年10月，ARM正式启动芯片研发。经过18个月的研发测试，Acorn在芯片代工厂VLSI公司生产出第一块使用RISC指令集的ARM芯片，这个“ARM”不是ARM公司，而是AcornRISCMachine的首字母缩写。
年4月26日下午3点，第一批ARM芯片投入到开发系统，屏幕上出现了“HelloWorld，IamArm”字样，全球第一款商业RISC处理器ARM1成功运行了。
最初，这款ARM1芯片主要用途是作为BBCMicro的协处理器运行芯片开发所需的仿真软件，也被用于支持芯片（VIDC,IOC,MEMC）的开发，和加速ARM2开发时所用到的CAD软件。
芯片的成功让Acron研发团队鼓足了信心，继续朝着商业化的路径努力。
然而，谁也没想到，在处理器芯片研发成功前一年，家用电脑市场突然崩溃，家用电子游戏机和家用电脑公司Atari（雅达利）被出售，苹果电脑濒临破产，Acorn的日子也很不好过。
在此之前，由于供应商产能工艺不足，Acorn一直都被产能问题困扰，如年Acorn拿下30万份订单，供应商却只供给了3万台机器。好不容易到年供应商产能上来了，家用电脑市场崩溃，销量骤减，Acorn一下子堆积了25万台机器。
同期，Acorn还投入大量资金进行处理器研发工作，Acorn出现严重的现金流问题。
年，Acorn不得不以万英镑低价将一半的股权转让给意大利的Olivetti电脑公司，用以偿还债务。
归于Olivetti旗下后，Acorn宣布停止美国市场的销售，并将剩余的美版BBC微电脑都卖了墨西哥的一家公司。
到年，苹果要给代号为Newton的项目寻找低功耗处理器。这款产品的设定是全球第一款平板电脑，对产品耗电量、成本、全静态操作等性能要求较高，Acorn的ARM处理器是市面上仅有的能满足苹果要求的芯片。
（Newton）
但ARM处理器仍有一些不足，如AcornARM没有这款产品所需的集成内存管理单元，且Acorn公司无法凭一己之力将这一功能集成进ARM处理器。于是，苹果决定和Acorn成立一家新公司，合作开发ARM处理器。
11月27日，苹果出资万英镑，Acorn以万英镑的知识产权和12名工程师入股，芯片厂商VLSI出资25万英镑，成立了ARM公司——自此，ARM正式从Acron电脑中剥离出来，成为了一家独立芯片公司。
不过，由于想法太过超前，且当时乔布斯也不在苹果公司，这款采用了ARM6的NewtonMessagePad市场反响并不好，年问世，年便停产。
在很长一段时间，ARM的姿态都弱小而无助，在追求高性能的电脑市场，ARM的RICS架构的产品并无优势，产品性能远不能和英特尔相提并论。
独占手机市场鳌头
真正让ARM在市场上站稳脚跟的，是移动智能设备的发展。
英特尔凭借高性能的x86处理器在PC市场独占鳌头，ARM的产品难以望其项背。但在移动设备市场，这个优势反而成了劣势。
移动设备看重功耗和续航能力，英特尔x86架构高功耗优势成了快速掉电劣势。ARM架构低功耗、高续航的好处显现了出来。
ARM在手机领域的发展大致可分为两个阶段。
第一阶段，年-年，在IP授权商业模式之下，ARM的RISC处理器逐渐被大量芯片厂商、手机公司采用。
年，ARM推出了全新的ARM7处理器核心。ARM过往产品的坏运气仿佛都是在为这款产品蓄力。基于ARM7的ARM7-TDMI成为明星作品，这款产品基于32位微处理器，搭载了Thumb指令集，将代码密度提升了35%，内存占用仅和16位处理器相当。
同年，意识到不能仅依靠个别产品发展后，ARM提出IP授权的商业模式：ARM只向客户提供处理器授权，不直接提供芯片产品；芯片生产厂商可通过支付前期许可费和后期生产芯片的专利使用费，获得ARM处理器的授权。
ARM所提供的业务简单来说，就是对外销售芯片设计图纸。苹果、三星、高通、华为、联发科这些芯片公司将ARM的图纸买回来，再添加上自己的修改设计，从而打造出自己的芯片。
其IP授权有三种，架构授权、POP（processoroptimizationpack，处理器优化包）、处理器使用授权。
架构授权授权指合作厂商可以根据ARM架构，自行设计处理器；POP指ARM会为合作厂商提供优化后的处理器，方便客户在特定工艺下设计、生产出性能有保证的处理器；处理器使用授权则是指厂商不能更改原有设计，只能调整产品频率、功耗等，自由度较低。比起英特尔全包、封闭式的产品逻辑，ARM只做底层ISA的设计，给手机厂商、芯片厂商足够的自由度，让他们根据需求自行设计产品。对于苹果、三星等一线品牌而言，优化芯片设计、突出手机特性是优化手机性能的一大必然追求，ARM这一举动可谓正得其心。
这个模式让ARM的指令集迅速在手机市场铺开。
德州仪器率先用这款处理器打造了一款芯片，这验证了ARMIP授权商业模式的可行性，也为ARM产品作了背书。
到年，德州仪器还说服下游客户诺基亚上船。通过与诺基亚合作，ARM还发明出了16位的Thumb指令集。诺基亚当年采用了ARM架构的手机，成为第一部采用ARM处理器的GSM手机。
这款手机也是ARMIP授权在消费电子领域推广的开始。
此后，高通、飞思卡尔、DEC等公司相继加入ARM-7的授权阵营，得到授权的公司数量超过家，使用ARM-7的芯片数量超过亿颗，ARM-7成为ARM在移动处理器的旗舰系列。
年，ARM7还引起服务器领域处理器巨头DEC的