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AI芯片产业研究Wintel生态壁垒是否会在AI芯片领域重演1.AI芯片的竞争点不止是芯片本身AI芯片作为硬科技产品，为何主要厂商对软件研发这么重视？甚至是连英伟达都觉得AI芯片公司本质其实是软件公司？智能计算系统分为硬件和软件两部分：从指令集到物理层是硬件部分，从应用层到指令集是软件部分——大家多度关注前者关于AI芯片本身的硬件设计，而忽视了AI芯片设计公司已经往上做到了部分软件层的事实。智能计算系统自上而下可以分为应用软件、算法、编程语言、汇编语言、机器码、指令集、微体系结构、门、计算器器件、物理层。其中指令集是智能计算系统软硬件之间的接口，AI芯片公司定义完指令集后根据指令集去设计微体系结构去支持指令集。从最上层应用软件到指令集为软件部分，从指令集到物理层为硬件部分。针对硬件部分AI芯片公司对应的设计工作包括怎样把指令集做得非常快、流水线设计、运算部件怎么做、访存部件怎么做，最后需要软硬件之间的映射等——大家通常理解的AI芯片设计公司需要做的工作只有上述关于AI芯片本身的硬件部分的设计；而实际上AI芯片公司还往上一直做到了编程语言为止的三层软件，这一点往往被绝大多数投资者忽视了。软件已经成为AI新芯片公司IC设计成本中最“重”的投入。根据IBS的数据，随着工艺制程的演进，主流芯片设计成本中软件将成为占比最大的投入，而Verification、Validation、IPQualification为相较于软件投入占比依次往下。2.前车之鉴：PC时代的Wintel联盟英伟达靠AI软件工具链已经塑造出来了强大的生态壁垒和护城河——这已经是产业界和投资界公认的事实，而且英伟达凭借这一优势一直保持数据中心AI市场97%以上绝对垄断的份额。但是相较于现状，大家更关心终局：AI软件生态壁垒是否将成为永远无法跨越的鸿沟，而使得除了英伟达之外的AI芯片公司后续都没有从英伟达手中抢夺份额机会了？我们可以从PC时代CPU从产业初期混战到如今产业成熟这段经典的商业史中探索这一问题的启发性答案。CPU、GPU从产业角度上而言其实有诸多相似之处：龙头垄断市场（CPU由英特尔垄断；AI芯片由英伟达垄断）；靠系统软件形成了极强的产业生态（英特尔+微软；英伟达靠AI软件工具链+深度学习框架）。1975年，微处理器市场伊始，有6个主要玩家参与市场角力。彼时已经发布了4004、8008和8080微处理器的英特尔并不被看好：大家认为英特尔的芯片不如齐洛格好，不能像摩托罗拉那样大批量生产，不如MOSTechnologies的便宜，不能顶住德州仪器的价格战。20世纪70年代后期，苹果占据了小型计算机PC市场90%以上份额，IBM占据了大型计算机市场80%以上份额。为了迅速抢夺PC市场份额，IBM想要在不到1年时间里就把自己的个人计算机推向市场。为了完成这一计划，IBM决定抛弃过去软硬件全自研的做法而采用开放式设计，向外采购CPU和操作系统1980年夏天，IBM分别找到了英特尔和微软。英特尔为IBM提供了8088中央处理器，微软为IBM设计了操作系统MS-DOS。1981年8月，IBM个人计算机PC-XT推向市场并大获成功。自此苹果市场份额直线下滑，10年之内其份额下降至个位数。1984年，IBM推出了第二代个人计算机PCAT，里面安装了英特尔286处理器，是上一代PC计算速度的3倍，PCAT取得巨大成功，一年之内PCAT占到所有PC销量的70%以上。后续由于IBM高层认为PC只能在市场的低档产品中找到出路，随着PC声势越来越大，IBM为了避免PC吞噬其高端产品，所以停止了对PC的开发。为了保护低档小型机的销售，IBM推迟发售装有英特尔386芯片的PC（因为小型机相比于386个人计算机功率大不了多少）。因此英特尔找到康柏合作，康柏在1986年首次独家推出搭载MS-DOS的386计算机（1982年6月，康柏推出了第一台IBM兼容机），从而名声大噪，立即成为美国商业界的一个空前范例。IBM市场份额不断缩小（1983年IBM的份额为76%，1986年份额已经下降到26%），各种克隆机厂商涌入市场，为了和IBMPC兼容，这些厂商基本上都采用的英特尔处理器和微软操作系统，自此正式开启了“Wintel”时代。2.1五次失败的冲击：五种不同的致命失误20世纪80-90年代对Wintel生态主动发起冲击的著名事件一共有5次：（1）IBM自研OS/2操作系统；（2）IBM、DEC等发展UNIX；（3）IBM、苹果、摩托罗拉联手打造PowerPC处理器；（4）苹果经典MacOS；（5）RISC阵营兴起。上述对Wintel的冲击均以失败告终，从多个角度反映了生态壁垒难以突破的原因。第一次冲击：OS/2受到以康柏为代表的克隆机厂商的冲击，IBM为了挽回颓势，从两方面出击：一个是软件，一个是硬