Arm 的起源：從電腦公司事業到晶片設計巨頭

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年後的這期我們來聊晶片設計公司安謀（Arm），這是我目前寫過最有挑戰性的一家公司。

不僅是業務牽涉許多晶片設計專有技術外，它也是一家商業模式很特別的公司。不像是過去聊的軟體公司大多走的是訂閱制等，他們採取的商模是智慧財產權。

除此之外，安謀的創業歷程也極為曲折。原先這個晶片事業是來自一家英國電腦公司，隨後與 Apple 等合作、獲得投資，將其獨立出來成為一家公司。

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Arm 的主要業務和商業模式

在開始往下介紹 Arm 這家公司的起源史之前，先來介紹一下這家公司，它的業務、商業模式，以及為什麼重要。簡單列幾個關於 Arm 的大事記：

• 1978 年，Arm 的前身為艾康電腦在英國劍橋成立

• 1990 年 11 月，獲得 Apple 與 VLSI 科技的資助，成為獨立子公司 Arm

• 1998 年 4 月，Arm 公司在英國倫敦證交所和美國納斯達克上市

• 2010 年 6 月，蘋果公司向 Arm 董事會表示以 85 億美元的價格收購，但遭到拒絕

• 2016 年 7 月，日本軟銀集團同意以 243 億英鎊（約 309 億美元）全現金方式收購 Arm

• 2020 年 9 月，NVIDIA 宣布出價 400 億美元從日本軟銀集團手中收購 Arm，時隔兩年後破局

• 2023年 9 月，Arm 在納斯達克上市

全球重要晶片設計公司的 Arm （安謀）所做的業務不見得是大家熟知的，但幾乎每個人每天都會接觸的他們的技術。

無論是 iOS 系統，還是 Android 系統的智慧手機、筆記型電腦、電視、工業感測器、汽車和資料中心等產品，幾乎都使用了 Arm 架構處理器。所有可以想到的公司都是 Arm 的客戶，從台積電、三星、AMD、NVIDIA、高通、亞馬遜、Microsoft、Google、騰訊和字節跳動等都是。

甚至，在 2021 年 10 月，安謀達成了一項重要里程碑：基於 ARM 架構的晶片賣出 2000 億片到全世界。這也就相當於每秒有近 900 片由 Arm 設計的晶片被生產出來，這些晶片最終都應用在智慧型手機、筆記型電腦、工業感測器、汽車、資料中心等。

Arm 執行長 Rene Haas 用一段話解釋了自家業務：「我們沒有建造任何東西。我們為產品的某些部分進行設計，這是智慧財產權。我們構建該設計，而不是構建晶片，我們將該設計授權給將要構建最終產品的人。」

Arm 最主要的產品是使用精簡指令集（RISC）的 Arm 架構處理器。能夠吸引到如此多知名的客戶，也歸功於 Arm 架構處理器的特性：耗電低、成本低與高效能。

Arm 不製造處理器，但要如何賺錢？

這也是他們商業模式特別之處，Arm 把自家處理器架構設計方案等以 IP 授權（矽智財，可理解為智慧財產權）方式銷售。

Arm 的商業模式主要由兩部分組成：

1. 授權費（Upfront license fee）：在跟客戶合作前期會先收取使用 Arm 架構處理器的費用，接著客戶能夠使用 Arm 的設計資料。
2. 權利金（Upfront license fee）：當客戶將這些設計應用在生產階段，完成產品並出貨後，Arm 會按照生產數量，來收取每單位的特許權使用費。

舉例來說，假設買了一部有 Exynos 晶片處理器的三星手機，這筆錢會如何到 Arm？

Exynos 晶片處理器是三星旗下開發及生產的 SoC、基於 ARM 架構的處理器。一開始使用 ARM 架構處理器就會付預付款，接著當Galaxy 手機發貨時，Arm 也會拿到特許權使用費。

沒有 BBC，就沒有 Arm

Arm 的起源是來自艾康電腦公司（Acron Computers）的晶片事業。

這家 1978 年在英國劍橋創立的艾康電腦，他們生產了許多在英國受歡迎的電腦，像是有兩種版本的「Atom」：電腦愛好者可以自行組裝、也有現成組裝好的。

更重要的是，當時他們拿下 BBC 電腦教育節目的合約，這讓它們有了一個極好的行銷機會，也讓他們旗下產品爆紅。BBC 接受委託製作與電腦教育相關的影集，希望鼓勵成人有機會接觸到與電腦相關的知識。

當時的 BBC 做了一個蠻大膽的決定：「希望節目能用 BBC 自己的電腦來教觀眾。」這時的市面上有著上百種不同款式的電腦，為什麼仍然決定打造一款自己的電腦？他們和當時合作的電腦製造商都沒有在程式語言的使用上達成共識，決定打造一台比市面上更容易學習、更好的電腦，可以執行各種任務。

這台電腦正是艾康電腦所生產的「BBC 微型電腦」（BBC Micro）。與其說這是一台比市面上更好的電腦，不如說它更適合用在教育領域中。節目助攻的關係，有 80% 的英國學校都使用了「BBC 微型電腦」，甚至在開播前銷售 1.2 萬臺。

當時艾康拿到 BBC 的合約充滿曲折，共同創辦人 Chris Curry 試圖讓 BBC考慮使用艾康的下一代質子電腦（Proton），但 BBC 並不同意。這時他們找了另一家由國家企業局擁有的紐伯里實驗室 （Newbury Laboratories）來研發，但產品並沒有準時交付。

這個難得的機會落到了艾康電腦上，質子電腦是在兩端需求妥協的機種，一邊是想要便宜、小型的工程師，另一邊是需要大型、工作站式的工程師。他們的解法是按照目前有的機種，再打造一台符合 BBC 規格的電腦。

最終，這台 BBC 微型電腦也為艾康公司的成功，奠定了 Arm 的基礎。

啟動 A 專案，奠定往後 Arm 的基礎

在 1970 年代，工程師絞盡腦汁地致力於把主機型電腦縮小成桌上型電腦。比起產品設計的美觀程度，他們更在意聚焦在內部的運算力和晶片價格。

當時，不論是艾康、Apple 推出的第一代蘋果電腦、康懋達（Commodore）、任天堂 （Nintendo）最早的遊戲機等，都是用美國的 MOS 科技公司（MOS Technology）開發出來的 MOS 6502 晶片。

艾康這時也意識到一個危機，他們的成功高度仰賴 8 位元的 MOS 6502 晶片。不僅是為了解決眼前的潛在危機，他們還面臨了一個更嚴重的狀況：快要沒錢了。當時，他們的競爭者辛克萊研究公司開始推出更便宜的電腦、削價競爭。更糟的是，他們被迫停止進軍美國市場、英國政府的 「學校微型電腦」專案也終止了。