2024年ARM研究报告：AI时代技术基石，引领计算的未来

深耕移动端芯片，构建 IP 核龙头地位

Arm Holding（以下简称“Arm”）成立于 1990 年 11 月，是一家总部位 于英国剑桥的半导体芯片架构设计公司，主要业务是向芯片厂商提供芯片 设计和授权各类芯片 IP 核。Arm 是世界上最普遍的 CPU 架构 Arm 架构 （Advanced RISC Machines）的知识产权的所有者和开发商，该架构被用于 全球超过 99%智能手机 CPU 内核。

Arm 于 1998 年在伦敦证交所上市，直到 2016 年 7 月软银斥资 320 亿 美元，以全现金方式收购 Arm 100%股权，将 Arm 私有化；2020 年，英伟 达宣布有意以约 400 亿美元收购 Arm，由于监管方面的担忧，这项拟议的 收购最终被终止；2023 年 9 月 14 日，软银出售 Arm 10%的少数股份以帮 助 Arm 实现在美国纳斯达克上市，截至 2024 年 8 月 28 日软银持有其 90.6% 的股份。

从小小橡实成长为参天大树，移动互联网时代芯片设计基石

随着移动通信技术的迅猛发展，全球终端设备市场呈现出显著的向移 动设备倾斜的趋势。这一转型不仅重塑了消费者的使用习惯，也为半导体行 业带来了新的增长机遇。在此背景下，Arm 凭借其在低功耗、高性能处理器 领域的技术优势，迅速确立了在移动芯片端的领先地位，实现了业务的快速 增长。

1978-1990：橡实萌芽，确立移动端发展路径

1978 年，克里斯-库里及赫尔曼-豪瑟共同创立 Acorn Computers，Acorn 之名源自公司 Logo 上那一颗“橡实”的名字，寓意自家微处理器业务像种 子般“落地、生根、发芽”。

这家新创公司于 1981 年获得建构及生产英国广播公司微型计算机的权 利，BBC Micro 成为公司第一个大获成功的产品。从 1981 年到 1986 年， BBC Micro 配备于大约 80%的英国学校。1985 年，Acorn 的首席工程师索 非-威尔森带领团队研发出采用精简指令集计算（RISC）的新处理器，名为 Acorn RISC Machine，又称为 Arm1，此芯片由 Acorn 设计，英国 VLSI Technology 公司制造。Arm1 能够高效执行在 Acorn 计算机上运作的程序 指令，例如文字处理、电子表格计算及图形渲染，为 Arm 应用于各式各样 的技术装置和市场的现代处理器奠定了坚实基础。 与此同时，Intel 推出了 80386 处理器，性能全面碾压 Arm1，这也使得 后续 Arm 处理器的研发转向低成本，低功耗的路线，以避免与 Intel 的正面 碰撞。Acorn 在 1980 年代中期遭遇财务困难，因此由 Olivetti 集团收购。 Arm 于 1986 年开发出 Arm2 核心，在英国市场大获成功。1989 年，Arm 推出了 Arm3 核心。

1990-1998：Arm 成立，IP 授权模式引领 Arm 走向成功

为了更好地发展同时减少公司的财务压力，Arm 于 1990 年 11 月由 12 名 Arm 架构设计人员创立以 Advanced RISC Machines Ltd 为名正式成立， 这是由 Acorn、苹果及 VLSI Technology (现“恩智浦半导体”) 共同创立的 合资企业。罗宾-萨克斯比爵士于 1991 年加入该公司并担任首任董事长兼 CEO，从剑桥郡的旧火鸡舍重新出发，率领团队改变运算领域。 公司重组转型授权 IP 业务模式，显著降低研发成本和研发风险。1990 年，Arm 决定改变他们的产品策略——他们不再生产芯片，转而以授权 IP 的方式，将芯片设计方案卖给其他公司，收取一次性技术授权费和版税提成。 Arm 于 1993 年与芯片厂商德州仪器 (Texas Instruments) 签约，而德州仪 器建议 Nokia 在即将推出的 GSM 手机采用 Arm 的设计。Nokia 6110 成为 第 一 款 采 用 Arm 技术的 GSM （ Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）手机，并在市场上获得极大的成功， 而 Arm7 处理器则成为 Arm 的旗舰级移动设备设计。

1998 年 4 月 17 日，业务飞速发展的 Arm，同时在伦敦证交所和纳斯达 克上市，市值达十亿美元。Arm 公司上市后，Apple 公司逐步卖出了早年参 股所持股份，但其产品依然使用 Arm 架构。

1998-2016：乘智能手机东风而起，通过收购完善业务生态。

2004 年，Arm 公司通过推出 Cortex-A、Cortex-R 及 Cortex-M 系列 CPU 处理器，成功地扩展了其产品线并实现了业务的持续增长。Cortex-A 系列处理器以其在移动设备市场上的高性能和高能效而著称，满足了消费 者对于流畅用户体验的需求。Cortex-R 系列则专注于满足实时性要求高的 特定应用，如汽车电子和工业控制系统，这些领域对处理器的响应时间和可 靠性有着极高的要求。Cortex-M 系列处理器则针对微控制器市场，提供了 极低功耗和成本效益的核心，这在物联网(IoT)领域的发展中尤为重要，因 为该领域需要大量低功耗、低成本的计算设备。 通过收购达成多元化芯片生态，Arm 确立 IP 核行业地位。在移动设备 市场的成功为 Arm 公司奠定了坚实的基础，随后 Arm 加快了收购的步伐， 以增强其在 IP 核和芯片设计领域的技术实力。Arm 通过收购软件开发工具、 调试厂商以及专注于物联网等关键下游应用领域的公司，进一步完善了其 生态系统。2006 年，Arm 成功收购了挪威科技大学研究项目衍生的 Falanx Microsystems A/S 公司，这一战略性收购显著推进了 Mali 系列图形处理器 的开发，使 Arm 在图形处理领域取得了显著进展。Mali 系列 GPU 以其卓 越的性能和能效比在移动设备市场占据了重要地位，特别是在智能手机和 平板电脑等设备中。经过多年的技术积累和市场深耕，Arm 已确立其在处 理器 IP 核市场的领导地位，其产品广泛应用于智能手机、服务器、物联网 设备等多个领域，Arm 的技术授权模式和广泛的合作伙伴生态系统为其持 续的市场扩张和创新提供了坚实的基础。

智能手机的蓬勃发展，Arm 统治移动端芯片领域。2007 年，智能手机 的划时代产品 iPhone 诞生了，它的出现完全打破了传统手机的设计，改变 了人们对于手机的使用方式。第一代 iPhone 使用了由 Arm 公司设计的芯 片。随着 iPhone 快速普及，全球苹果用户的移动应用被彻底绑定在 Arm 架 构上。2008 年，谷歌公司发布了基于 Arm 架构的 Android 操作系统。凭借 其开源特点和谷歌软件生态，它迅速占领手机操作系统市场。同年，Arm 芯 片总出货量超过 100 亿颗。时至今日，全球智能型手机有 99% 以上都采用 Arm 技术为架构。截至 2024 年 6 月，Arm 芯片合作伙伴累计出货量已超 过 2800 亿颗芯片，达到了历史前所未有的水平。

2016-2024：两次收购与重新上市，彰显 Arm 关键战略价值

Arm 凭借其在全球科技领域的领先地位受到软银青睐。软银集团高度 重视 Arm 在人工智能（AI）和物联网（IoT）市场的潜在增长机会，以及 Arm 在半导体产业链上游所展现的技术实力。基于对这些领域未来发展前景的 乐观预期，软银集团以 320 亿美元的对价，完成了对 Arm 公司全部股份的 战略性收购。软银集团在收购时表示不干预亦不影响 Arm 现在及未来的商 业计划和决策。 英伟达收购要约有力证明 Arm 公司战略地位与 Arm 架构重要性。在 2020 年 9 月 14 日，英伟达宣布了一项重大的收购计划，即以 400 亿美元的 价格从软银集团手中收购 Arm 控股公司。这项交易的支付方式包括 215 亿 美元的英伟达股票和 120 亿美元现金，此外，根据额外对价条款，软银有可 能获得额外的 50 亿美元现金或股票。收购完成后，软银预计将保留 Arm 不 到 10%的股份。尽管英伟达承诺收购后 Arm 将保持开放模式并对客户保持 中立，但这项收购案遭到了包括高通、微软、Google 等在内的监管机构和 大型企业的强烈反对。他们担心收购完成后可能会损害市场竞争，影响 Arm 的中立性。最终，在 2022 年 2 月 7 日，英伟达和软银宣布终止了 Arm 股份 交易协议，收购案未能成功。即使收购失败，英伟达也宣布保留了 Arm 20 年的授权。黄仁勋在声明中说道，英伟达将在未来几十年以被授权人的身份 支持 Arm。“虽然我们不会是一家公司，但将与 Arm 密切合作。” 半导体行业受 AI 催化发展迅猛，软银集团推动 Arm 进行首次公开募 股。2023 年 9 月 14 日，Arm 成功在纳斯达克上市，上市首日股价上涨近 25%，市值达到了 652 亿美元，成为当年全球最大规模的 IPO 之一。Arm 在 本次 IPO 中预留超 7 亿美元的股票，提供给英特尔、苹果、英伟达、三星 电子、台积电等客户购买。其中，台积电在 Arm 上市前一天宣告投入 1 亿 美元，认购 Arm 普通股。联发科则以子公司 Gaintech Co. Limited 名义，投 入 2500 万美元，购入将近 5 万股。Arm 的上市不仅是其发展历程中的重 要里程碑，也为全球半导体行业带来了新的活力和竞争格局。

移动端芯片 IP 为主，打造完整 IP 核产品线

Arm 公司的核心业务在于开发和授权半导体设计领域的知识产权（IP）， 面向的客户群体包括有意自行研发芯片的各类企业，无论是无晶圆厂 （Fabless）/集成设备制造商（IDM）还是垂直整合的原始设备制造商（OEM）。 Arm 的商业模式主要依托于技术授权许可和版税收入，即每当使用 Arm IP 制造出芯片时，公司便会从中获得相应的版税收益。这种模式使得 Arm 在 智能手机渗透率不断走高以及周期性的换机需求的释放过程中，价值得到 稳步提升。 对于不同需求的客户，Arm 拥有灵活的授权模式。对于授权方来说， Arm 提供了 Arm 内核的整合硬件叙述，包含完整的软件开发工具（编译器、 debugger、SDK），以及针对内含 ArmCPU 硅芯片的销售权。对于无晶圆厂 的授权方来说，其希望能将 Arm 内核整合到他们自行研发的芯片设计中， 通常就仅针对取得一份生产就绪的知识产权内核（IPCore）认证。对这些客 户来说，Arm 会释出所选的 Arm 核心的版图，连同抽象模拟模型和测试程 序，以协助设计整合和验证。需求更多的客户，包括整合元件制造商（IDM） 和晶圆厂家，就选择可合成的 RTL（寄存器传输级，如 Verilog）形式来取 得处理器的知识产权（IP）。借着可整合的 RTL，客户就有能力能进行架构 上的最佳化与加强，不会受限于无法更动的电路图。

Arm 公司的 IP 授权模式得益于芯片设计行业的三大持续趋势。1）原 始设备制造商（OEM）和终端用户越来越倾向于将芯片设计业务内部化， 例如苹果和亚马逊的实践，这为 Arm 等主要 IP 供应商提供了更多的授权机 会和增值潜力。2）芯片架构正逐步向解耦的方向发展，即每个芯片由多个 “小芯片”组成，这不仅增加了芯片定制、优化和性能的复杂性，也导致了 设计和验证成本的增加。3）随着摩尔定律的放缓，最先进的制造节点上的 设计成本不断上升。Arm 提供的复杂、预先验证的核心，使得客户能够减少 不断增加的软件、设计、验证和资格认证成本，从而实现更优的性能/成本 比，并加快产品上市时间。这些因素共同推动了 Arm 在 IP 授权模式下的强 劲增长。

Cortex 系列产品贡献移动端主要收入来源。Arm 架构因其在移动设备、 汽车和物联网等领域的高性能和低功耗特性而广受欢迎，其中 Cortex 系列 处理器已成为移动市场的主导 IP。Arm 的 Cortex 系列分为四个子系列：1） Cortex-A 系列，专为高性能计算设计，适用于需要运行复杂操作系统和提 供丰富媒体及图形体验的应用，如智能手机、平板电脑、汽车娱乐系统和数 字电视等。2）Cortex-X 系列相对 Cortex-A 系列更进一步，针对需要高性能 的定制化需求而设计。该系列允许客户基于通用 Cortex-A 的性能、功耗和 面积设计范围进行调整，以满足特定需求。Cortex-X 系列在三星、高通、谷 歌和联发科等大型客户的高端智能手机设计中得到了广泛应用。3）CortexR 系列，针对实时应用设计，主要用于汽车制动系统、动力传动解决方案和 大容量存储控制器等对实时性要求高的应用。4）Cortex-M 系列，适用于各 种嵌入式应用，特别是对成本和功耗有严格要求的场合，如智能测量设备、 人机界面设备、汽车和工业控制系统以及家用电器等。

新款 GPU 设计进行中，Arm 加入 AI 处理器竞争队伍。Arm 在其位于 以色列 Ra'anana 的开发中心进行了新款 GPU IP 的开发。该 GPU 将采用 Neoverse 技术，专为数据中心和终端设备的复杂 AI 处理操作设计，此外， 该团队还负责开发 GPU 组件和软件接口，如 Vulkan 和 OpenGL，并与新兴 的 AI 芯片公司合作。Arm 目前 GPU IP 集中于解决游戏市场的图形处理需 求。如果公司决定全面进入这一领域，其技术也可用于人工智能处理，我们 预计其将采取类似于英伟达的业务模式。 Arm 的 GPU IP 产品线主要由 Mali 系列和 Immortalis 系列构成。Mali 系列作为 Arm 的长期核心产品，涵盖了从入门级到旗舰级的全系列，这些 产品针对不同的性能需求和价格区间进行了市场定位。Mali 系列 GPU 基于 Valhall GPU 架构，其旗舰型号 Mali-G710 在综合性能、机器学习性能、纹 理性能和能效方面，相较于前代产品分别实现了 20%、35%、50%和 20%的 提升。Immortalis 系列则是 Arm 在 2022 年推出基于 Mali 设的高端 GPU IP 产品，其首次在移动端引入了硬件光线追踪技术，性能较上一代 Mali GPU 提升了 15%，其光线追踪单元在提升效率的同时，仅占用了约 4%的着色器 核心面积，却能实现高达 300%的性能提升。Immortalis-G720 是 Arm 目前 性能和能效表现最为出色的 GPU，与上一代产品相比，性能和能效分别提 高了 15%，系统级效率更是跃升了 40%，为高端智能手机设计提供了强有 力的支持。

云计算与人工智能的蓬勃发展，Arm 积极扩展服务器和神经处理单元 （NPU）产品线。Arm 通过其 NeoverseCSS 平台，重塑了服务器市场的竞 争力， 提升其在长期由 x86 架构的供应商如英特尔和 AMD 主导的服务 器 CPU 市场的渗透率。Neoverse 系列包括追求极致性能的 V 系列、注重能 耗平衡的 N 系列，以及专为高数据流通量设计的 E 系列，这些产品适用于 从云端到边缘的高扩展性基础设施。云端而言，亚马逊云服务（AWS）于 2018 年开始尝试构建 Arm 服务器生态系统，推出了 Graviton1，它使用了 16 个 CortexA72 内核。三代之后，AWS 的 Graviton4 配备了多达 96 个 NeoverseV2 内核。相较于 x86 架构，Neoverse 系列在成本和能耗方面展现 出优势，我们预计 Arm 在服务器市场的份额将逐步增长。

顺应 AI 发展趋势，Arm 持续发力 NPU 设计。Arm 洞察到 AI 发展趋 势下，机器学习能力逐步向边缘端迁移的趋势，并推出了 Ethos NPU 系列 IP，以加速神经网络推理向端侧演化的过程。其中，Arm Ethos U85 NPU 的 推出，为边缘智能的发展注入了强劲动力。该产品支持从 128 到 2048 个 MAC 单元的配置，并在最高性能配置下提供 4TOPs 的 AI 算力。其较上一 代产品在能效方面拥有 20% 的提升，还可在常用神经网络上实现 85% 的 利用率。其在设计上适合基于 Arm Cortex-M / A 处理器内核的系统，能接 受较高的内存延迟。其目标应用场景包括智能家居、零售、工业等新兴边缘 AI 领域。它不仅支持低功耗 MCU 系统中的 AI 加速，还可在高性能边缘计 算系统中与应用处理器、标准操作系统和高级开发语言无缝集成。此外 Ethos U85 还原生支持 TensorFlow Lite 和 PyTorch 等主流 AI 框架。这些特 性为云原生开发和云边端负载调度提供了有力支持。

Arm 架构 vs x86 架构，能耗优势明显

从 CPU 架构理念开始：RISC 与 CISC

从最基本的逻辑角度 CPU 架构被分为两大类，复杂指令集 CISC 与精 简指令集 RISC。RISC 构架强调使用一组更小、更简单的指令来达到硬件 的简化和提高指令的执行速度，提升性能并降低功耗，藉此成为移动设备和 嵌入式系统的理想选择。RISC 的主要特点包括快速的指令执行、简化的硬 件设计以及高能效比。Arm 架构是最著名的 RISC 构架之一。CISC 构架着 重于通过一套较为复杂的指令集直接支持高级计算操作，从而减少高级语 言（包含 C 和 C++）与机器语言之间的转换需求。这一策略旨在简化软件 和编译器的开发过程，尽管这可能会导致更复杂的硬件设计和较高的功耗。 CISC 的特色在于其功能强大的指令集和撰写程序上的便捷性，但这同时伴 随着硬件的复杂性及增加的能耗。而 CISC 的典型代表是 x86 架构的处理 器。

x86 架构：Intel 与 AMD 主导的“黑箱”

x86 中重要的部分分为数据单元和控制单元，其关键构成可划分为数据 单元与控制单元两大板块。在数据单元方面，8086 处理器装备了 8 个 16 位 的通用寄存器，分别为 AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI 和 DI，这些寄存 器在计算操作中扮演着至关重要的角色，主要用于临时存储数据，以便于处 理单元能够高效地进行数据处理和计算。对于控制单元而言， IP 寄存器， 即指令指针寄存器（Instruction Pointer register），扮演着核心角色。该寄存 器的功能在于指向代码段中的下一条待执行指令，确保 CPU 能够持续地从 内存的代码段中提取指令，并将其载入 CPU 的指令队列，最终交付运算单 元执行。为了有效指向不同进程的地址空间，系统设计了四个 16 位的段寄 存器，包括 CS（代码段寄存器）、DS（数据段寄存器）、SS（栈寄存器）和 ES（附加段寄存器）。CS 寄存器用于定位内存中的代码位置，而 DS 寄存器 则用于定位数据位置，两者共同确保了代码和数据的正确寻址。栈是程序执 行过程中的一种特殊数据结构，其数据存取遵循后进先出（LIFO）的原则。 在函数调用和程序执行的上下文切换中，栈发挥着至关重要的作用。数据的 入栈操作称为 push，出栈操作称为 pop，这些操作与函数调用紧密相关，是 程序运行时内存管理的重要组成部分。

x86 架构的市场被 Intel 主导。x86 架构处理器最初是由多个制造商生 产，但随着 Wintel（Windows 和 Intel 的结合）的崛起，仅剩 AMD 等少数 制造商。Intel 在其称霸的 x86 架构领域遭遇挑战。Mercury Research 的统计 数据显示，2024 年一季度，AMD 在 x86 处理器市场的份额进一步提升。 2023 年底，这一数字是 19.8%，2024 一季度环比激增至 23.9%。由于 AMD 和 Intel 是 x86 两个主要玩家，此强意味着彼弱，Intel 的市场占有率受到较 强影响。 从架构角度来说，x86 系统中的硬件组件（如显卡、内存和 CPU）都 是相互独立的。大多数组件都有单独的芯片，称为控制器。我们可以对这些 组件进行更改或扩展，而不会影响连接性或整个硬件平台。其指令集的功能 较强大，在单核心性能方面往往优于 Arm 处理器，然却会导致更复杂的硬 件设计和较高的功耗。

Arm 架构：开放共享的合作平台

Arm 架构多被采用于移动领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。 Arm 家族占比所有 32 位嵌入式处理器的 75%，成为占全世界最多数的 32 位架构。Arm 架构能够具备低能耗的特性的主要原因是其依靠流水线技术， 此技术通过多个功能部件并行工作来缩短总的程序执行时间，提高处理器 核的效率和吞吐率，从而成为 Arm 架构中微处理器设计中最为重要的技术 之一。 Arm 架构亦有向桌面端发展的趋势。Nvidia 有望于 2025 年推出以 Arm 构架为设计基础的 CPU 产品，以搭载 Windows 系统的 PC，背后原因是微 软帮助芯片商为 Windows PC 建构 Arm 构架处理器。自从为 Mac 电脑推出 采用 Arm 构架的自研芯片 M 系列以来，苹果性能显著成长，带动 PC 市占 率在过去三年攀高，这使得除 Nvidia 以外，原采用 x86 构架的 AMD 也计 划使用 Arm 技术生产 CPU。

Arm 架构处理器没有单独的 CPU，采取流水线式指令读取与输出，执 行速度较高。处理单元与其他硬件控制器位于同一物理载板上，形成一个集 成电路。此外，与英特尔或 AMD 的 CPU 不同，没有所谓的 Arm 处理器制 造商。Arm 将芯片的设计方案授权给其他硬件制造商，然后这些制造商将 Arm处理器芯片整合到他们的硬件设计中。与传统基于 x86 的计算机不同， Arm 芯片不可互换使用，并且具有高度的应用特定性。这些处理器在系统 级芯片（SoC）中一起制造的。

构建全球处理器与软件生态，v9 架构驱动授权与版 税收入两翼齐飞

持续受益于强大研究能力，建设多元 IP 核生态

移动端软件生态完备，各大巨头加速拥抱 Arm。目前移动端两大操作 系统 Android 和 iOS 基于 Arm 架构，桌面端的 Linux 与 Windows 也都完 美兼容 Arm 系统，无论是英伟达的 CUDA 框架还是 TensorFlow 均可部署 在 Arm 框架中。之前因软件生态饱受诟病的 Arm 架构正在迎头赶上。现在 Arm 坐拥超过 2000 万软件开发人员的世界上最大的软件开发人员库。

硬件能耗与成本优势明显，低开发成本吸引开发者。随着技术进步， x86 架构在追求复杂功能指令集的道路上，其指令集的复杂性不断增加。然 而，近年来的研究和市场趋势表明，这种复杂性在某种程度上限制了性能的 提升和成本的优化。藉此，Arm 因其较低的 ISA 复杂度和更高效的处理能 力，逐渐受到市场的青睐。Arm 架构处理器在设计上注重简化指令集，从而 降低了硬件成本并提高了能效。此外，Arm 架构在处理简单且多线程的任 务时表现出色，这使得其在移动设备、嵌入式系统和高性能计算等领域的应 用日益广泛。Arm 架构的这些优势不仅有助于降低客户的硬件采购和维护 成本，而且还能提高整体系统的运行效率。随着物联网、5G 和边缘计算等 新兴技术的发展，Arm 架构的适用性和重要性预计将进一步增强。

软件库不断更新，助力构建 Arm 全平台完备生态。Arm 在 2024 年为 AI 开发者发布了面向 AI 工作负载的 KleidiAI 和面向计算机视觉应用的 KleidiCV。Arm 的 Kleidi 项目，特别是其 KleidiAI 计算内核，为开发者提 供了一个高效、易于集成的平台，以加速生成式 AI 应用的开发。KleidiAI 的核心价值在于其能够为 AI 框架开发者提供必要的性能提升、工具和软件 库，从而加快开发流程。KleidiAI 已经成功集成了多个流行的 AI 框架，包 括但不限于 PyTorch、TensorFlow 和 MediaPipe。这种集成不仅简化了开发者的工作流程，而且对于提升主流 AI 大模型的处理速度至关重要。Arm 认 为，CPU 是支撑未来网络运行的关键计算引擎，因此，KleidiAI 作为释放 Arm CPU 潜在性能的关键工具，为开发者提供了一个强大的 AI 应用开发 利器。我们预计，随着AI技术的不断进步和应用场景的日益多样化，KleidiAI 将在未来几年内成为 AI 开发领域的一个重要推动力。Arm 公司通过 KleidiAI 所展现的创新能力和对开发者需求的深刻理解，将进一步巩固其在 AI 硬件加速领域的领导地位。

高研发投入是保证 Arm 持续产出具有竞争力的 IP 核的基础。作为芯 片设计的基石，Arm 保持高强度的研发投入保证其技术优势，连续 6 个季 度研发费用占营业收入比重大于 50%，显著高于同行业平均的 25%。此外 从 Arm 招股书来看，2022 财年公司在北美、欧洲和亚洲拥有全职员工 5963 名，其中专注于研究、设计和技术创新的员工约占 80%，创新是 Arm 的核 心竞争力，也是其能保证其 IP 核市场霸主地位的主要原因。

高达 95%的毛利率来源于特殊的 IP 核授权业务模式。分业务看，版税 收入的毛利率为 100%，授权与其他业务的毛利率为 90%左右（此部分费用 主要来源于维护与技术支持）。由于其商业模式的持续迭代，从传统 ATA 到 TCS 模式再到 CCS，不断降低的芯片设计门槛推动了更高的版税收入增长。 我们预计未来随着 Arm 的版税收入的增长，其毛利率能够上扬 1%左右，保 持在 96%的水平及以上。

收入模式拆解：授权收入高速增长，版税收入保持稳定

Arm 将其收入分为两个主要部分，授权收入与版税收入。第一部分是 授权收入，Arm 向客户提供使用其设计的机会，客户藉此打造基于 Arm 设计的芯片，Arm 则可以获取授权收入。第二部分是版税收入，此部分与 授权业务存在相当的关联，一旦芯片使用 Arm 的产品设计并制造出来， Arm 将以固定的费用或费率对出货的芯片收取单件版税，以此达到持续不 断的现金流。

Arm 与大客户合作稳步推进，新签合同锚定未来收入下限。Arm 的最 大客户为 Arm China，占其收入比重为 21%，其前三大客户占比为 42%，前 五大客户占收入比重为 54%。基于 ATA 与 AFA 的新合作模式深度绑定了 各大客户。Arm 的客户包括芯片设计厂商、晶圆代工厂商和 IDM 等，收入 高度集中于几家头部的芯片设计大厂客户。其中 Arm 与英伟达和苹果分别 签署了 20 年长约。由此可推断 Arm 与头部客户的合作模式较稳定，签订较 长合约的可能性大，这为 Arm 未来收入的稳定性增添了保障。

Arm China 是 Arm 设立在中国的一家子公司。Arm China 成立后， Arm 原本中国的业务全部划入其中了，包括芯片授权、芯片设计、软件和 服务营收等。具体模式是 Arm 向 Arm China 提供产品等，通过 Arm China 来服务中国市场。Arm 最关键的相关专利，均集中在 Arm 母公司手上，被 注资的 Arm China 没有直接拥有这些专利的所有权。 Arm 几乎所有与中国相关的收入都是通过 IPLA 获得。根据该协议， Arm 授予 Arm China 某些专有权，将 Arm 的 IP 转许可给中国客户，Arm 有权获得 Arm China 在 Arm IP 产品上产生的大约 90%的收入。Arm 虽然与 Arm China 签订的 IPLA 条款禁止 Arm 中国开发微处理器内核，并且仅允许 Arm China 在 Arm 同意的情况下使用 Arm IP 开发衍生产品，但 Arm China 可以独立开发除微处理器内核之外的竞争产品。

新签 ATA 与 AFA 协议逐季释放，推动授权收入强劲增长

Arm 通过长期以来高昂的研发投入，以约 3 年为周期推出新一代的 IP 核产品以适应市场需求和技术进步。下游的芯片制造企业在购买 IP 授权许 可后，通常会签订以年为周期的合同，进而着手进行芯片的研发与设计工作。 在此过程中，Arm 将获得稳定的许可收入作为其研发投入的回报。具体来 看，Arm 有四种收费模式，分别为 ATA，AFA，TLA 和 ALA。

ATA（总访问协议模式）是一种基于订阅的模式，客户通过支付年费来 换取对 Arm 广泛产品线的访问权。总访问协议模式旨在为那些在多个终端 市场使用 Arm 产品的客户提供服务。截至 Arm 2025 财年第一季度 Arm 共 签署 22 项总访问协议。值得注意的是，包括亚马逊 AWS、微软、英飞凌科 技、美满电子、恩智浦半导体和意法半导体等在内的多家知名企业，均采用 了总访问协议模式与 Arm 开展合作。下图为 Arm 总访问协议模式的概述 图。

Arm 的灵活访问协议模式（AFA）与 ATA 类似，它也是基于年度订阅 的模式，区别在于两者可以采用的 IP 核范围不同。AFA 较 ATA 而言是一 种更低成本的入门的模式，提供的产品组合更加有限，旨在面向规模较小的 公司和初创企业提供服务，这些企业可能仍在开发他们的首款基于 Arm 的 芯片。AFA 较 ATA 而言的一个重要区别是在最终芯片设计完成并投入生产 之前，Arm 会针对包含在设计中的任何产品收取每产品授权费。截至 1QFY25，Arm 共签署了 241 份灵活访问协议。

技术授权协议模式（TLA）是在推出 ATA 与 AFA 之前 Arm 的客户获 取 Arm 产品的主要方式。Arm 的客户支付固定的授权费以访问单一的 IP 核 产品或其他技术设计。授权费的高低主要取决于正在授权的 Arm 产品、被 授权方在授权期内使用 Arm 产品进行设计的时间长度，以及被授权方在其 产品中使用的 Arm 产品数量。在推出 ATA 与 AFA 后，Arm 已经逐步将客 户迁移到这两个新的模式中，Arm 在这两种模式中制定了更加详尽的分类 层级以供被授权方选择，以此增加其边际收入。 在架构授权协议模式（ALA）下，Arm 授予被授权方开发定制化 CPU 设计及其他符合 Arm 指令集架构（ISA）的技术方案的权限。在此基础上， 被授权方承诺，对于每一枚内嵌 Arm 兼容设计的芯片，将支付相应的版税 费用。根据 Arm 公司公开的招股说明书披露，鉴于开发一款高性能优化的 CPU 不仅成本高昂，且过程耗时，因此架构被授权方亦可能对 Arm 的 CPU 产品进行付费授权，以作为被授权方 Arm 兼容 CPU 设计的补充，或在被授 权方自有设计不适宜的其他芯片中应用。我们预计 Arm 与被授权方在技术 投入与回报之间存在不平衡，以及缺乏合理的投资回报预期，未来新增的此 类技术授权方数量将呈现下降趋势。

Arm 的授权可分为三个层级：使用层级授权，内核层级授权架构，指 令集层级授权。这三个层级的权限是依次上升的。对芯片设计公司的要求也 是从低到高，而发挥的空间也是从低到高：指令集层级授权（也称为软核） 发挥的空间最大，使用层级授权（也称为硬核）发挥的空间最小。就以前的授权协议看，ALA 所提供的授权产品基于其指令集架构，展现出较高的灵 活性和定制性，从而赋予客户更大的自由度以进行个性化的修改。相较于 TLA，在传统的一次性授权收费模式下，由于 ALA 的技术复杂性和定制化 服务方面的额外价值，其授权费用通常较高。在转向订阅制收费模式的背景 下，ATA 的年费相较于 AFA 的年费更高，主要在于 ATA 的订阅计划涵盖 了更多的 IP 核，同时需要对一次性的授权费用进行分摊。这种模式旨在通 过提供更广泛的 IP 核选择和持续的服务支持，来满足客户在不同阶段和不 同需求下的变化，从而实现长期合作与价值创造。虽然 Arm 拥有四类收费 模式，但公司营收只分成授权收入和版税收入两项，随着收费模式逐步向 ATA 与 AFA 转移，授权费用收入将首先迎来增长，从 FY23 的 10.04 亿美 元提升至 FY24 的 14.31 亿美元，同比增长 43%，我们预计 Arm 在 FY25 仍 将保持强劲的授权收入增长。

版税业务长期收入可持续，短期增长可预见

在智能手机/移动设备领域，Arm 的市场份额始终处于领先地位。在智 能手机应用处理器市场，Arm 的市场份额价值占据了超过 99%。Arm 在移 动端的一家独大得益于 Arm指令集架构在能效方面相较于其他架构（如 x86） 的显著优势。这样的优势在囿于电池大小以及容量的移动端成为了芯片制 造商选择 Arm 架构的理由。在 2024 财年，大约有 47%的 Arm 版税收入来 源于智能手机（包括所有类型的移动设备），这一数字在 2016 年为近 60%， 近八年来 Arm 的多元化发展战略得到了充分的体现。广义上的消费电子产 品（包括可穿戴设备、个人电脑、游戏机、电视等）的销售额占比为 15%。 除了传统的客户端市场，Arm 在其他领域的 IP 核自 2016 年以来发展迅速， 被广泛应用于云基础设施、汽车和物联网等终端市场，来源于这些市场的收 入在 2024 财年的版税收入中分别占据了 10%、8%和 20%的份额。

单颗芯片集成更多高价值核心，Arm 的版税收入在长期能够稳定增长。 芯片设计企业在获得 Arm 公司的技术授权后，可进行芯片的设计、生产与 销售。根据授权协议，Arm 公司将对每颗出货的芯片收取版税，版税的计算 方式通常包括售价百分比模式、固定金额模式以及以核心数为基数的模式。 值得注意的是，对于同一款芯片产品，随着时间的推移，版税费率往往会呈 现逐年递减的趋势，这主要是为了激励客户长期合作并降低其成本负担。当 客户在其芯片设计中集成了更多或者更加高端的 Arm 产品，如增加核心数 或采用更高级的处理器架构，版税金额可能会相应增加。进一步来看，Arm 公司的版税业务收入有望持续受益于系统级芯片(SoC)的发展趋势和芯片制 程技术的不断进步。随着 SoC 化趋势的加强，芯片中集成的核心数量预计 将增加，这将直接推动版税收入的增长。同时，随着芯片制程更加先进，芯 片的设计成本与单片价值都会有跨越式的上升，我们预计这将同时利好版 税收入与授权收入，尤其是高端制程（3nm，5nm，7nm）不断渗透下的版 税收入。

IP 核具有长期价值与持久的市场影响力，持续贡献稳定现金流。Arm 仍在从 1990 年代早期开发的产品的版税中获得收入，当前版税收入的大约 50%来自于 10 年前推出的产品，如非智能手机、打字机等设备。2015 财年 到 2019 财年开发的 IP 核带来的收入的快速扩张则来自于智能手机快速普 及带来的行业红利。我们预计 2020 财年后开发的基于 v9 架构的系列 IP 核 主要增长点在汽车电子等行业的新品开发与电动汽车的普及，SoC 化、先进 制程芯片带来的量价齐升；能耗优势下 PC 及服务器行业的架构切换。这些 增长点将在未来逐步兑现，为 Arm 带来稳定的版税收入。

智能手机为基础，Arm 架构加速渗透云计算市场

在 Arm 的授权下进行设计的芯片，一旦量产并出货，Arm 将根据其版 税政策对每颗芯片收取相应的版税。版税的计算方式可能包括售价的百分 比、固定金额或以核心数为基数的模式。对于同一款产品，其版税费率通常 会随着时间的推移而逐年递减。然而，如果客户在其芯片设计中集成了更多 的 Arm 产品，版税金额有可能相应增加。因此，随着系统级芯片(SoC)的普 及和芯片制程技术的不断进步，核心数量的增加以及成熟行业如个人电脑 (PC)和服务器向 Arm 架构的转变，我们认为 Arm 的版税业务收入有望持续 增长。

智能手机：Arm v9 渗透率提升是版税收入的主要驱动力

Arm 新发布基于 Arm v9.2 架构与 3nm 工艺的全新 IP 和 Cortex 核心 设计，包括更新最大的 Cortex X925、其次的 Cortex A725 以及更新的较 小 Cortex A520。Armv9.2 架构有三个侧重点，分别是 AI、矢量和 DSP 性 能改进、安全性。在具体细节上，Armv9.2 架构沿用 AArch64 基准指令集， 并在功能方面添加了一些非常重要的扩展，从而确保 Arm 能够在未来增加 架构编号，并针对 v9 架构新特征以及多年来发布的各种 v8 架构扩展进 行软件层面的基准重定。对于开发者和用户而言，全新 Armv9.2 兼容性 CPU 的最显著特征是将可伸缩矢量扩展 2（SVE2）作为 Arm Neon 技术之 后新的基准。SVE2 发布于 2019 年 4 月，旨在加速高性能计算，在处理 5G、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）以及图像和语音识别等机器学习任 务负载时具有很大增益。 Arm v9 架构的显著性能提升推高版税费率。据 Anandtech，基于 v8 架 构的 Cortex-A 系列处理器版税费率达 2.0%以上，而基于 v7 及之前架构的 IP 核版税费率为 1%左右，架构跨代版税费率边际差异约为两倍以上。结合 Arm 透露 v9 架构的版税费率约为 v8 架构的两倍，我们认为基于 v9 架构的 IP 核产品版税费率落在 4%-5%区间内，能够支撑起 FY2025 公司同比 20% 的收入增长目标。

独占手机处理器市场，看好 v9 架构渗透率提升后的量价齐升逻辑。 Arm 在智能手机的芯片市场占有率长期处于 99%以上，目前，所有主流的 高端安卓手机（售价 600 美元或以上）都使用基于 v9 架构的处理器，例如 即将发布的高通的骁龙 8 Gen 4、联发科的天玑 9400 和三星的 Exynos，这 些芯片系列已经使用了 1-2 年 Arm v9 架构。同时，Arm 推出的 Arm CortexX4 正在赋能智能手机芯片，使其具备图片生成、实时翻译等功能，这些功 能在三星 Galaxy S24、Vivo iQoo 12 和 Xiaomi 14 pro 等产品中都在得到应 用。苹果公司是唯一一家使用较旧的 v8 架构设计其处理器的主要公司。但 随着 Apple Intelligence 的推出，苹果将在新一代设备上全面采用 v9 架构的 处理器。用于 iPad 和 Mac 的新款 M4 处理器将基于 v9 架构。同样，计划 于 2024 年用于 iPhone 16 Pro 系列的 A18 Pro 处理器预计也将使用 v9 架构。 我们认为在换机需求逐步释放与端侧 AI 的加速落地催化下，Arm 版税收入将受益于智能手机芯片 ASP 的不断增长，持续复苏的手机出货量与 v9 费 率提升的三重效应叠加。

云计算：能耗优势助力 Arm 架构市占率提升

Arm 架构为云计算提供了一个低功耗、高性能的解决方案，使其成为 支持可扩展性和能效比的理想选择。Arm 架构拥有在构建大规模数据中心 时最看重的卓越的能效比，因为能源消耗是各云计算提供商主要的运营成 本之一。同时 Arm 架构的可定制性和灵活性还允许云计算提供商根据特定 的负载和应用需求优化其硬件，例如 NVIDIA 的 GraceHopper、微软的 Cobalt、AWS 的 Graviton 系列等芯片的最新型号都在 Arm 最新的 v9 架构 根据各自需求进行优化。这样的处理器设计，结合着日益增长的生态系统支 持，使得 Arm 在云计算领域的作用变得越来越重要。Arm 的 Neoverse 系列 CPU 核心专门设计用于优化服务器 CPU 性能。该系列包括 V 系列（最高性 能，针对高效能运算优化）、N 系列（针对每瓦性能优化）和 E 系列（针对 大数据流量任务优化）。预计 Arm Neoverse 计算子系统（CSS）平台将推动 版税率更高，因为它允许在内存、I/O、加速器和其他领域进行进一步定制。 这为客户带来了显著的工程年度节省和更快的市场上市时间。

云计算市场中 x86 架构一家独大，近年来向 Arm 架构转向趋势加速。 虽然 Arm 早期投入的重点在通用 CPU 赛道，与 AI 算力需求还存在较大差 异。但是，随着公司新的 v9.2 架构的推出，该架构的机器学习能力在云计 算的训练和推理端、边缘端 AI 等领域都有用武之地。服务器芯片架构切换 涉及最底层生态的变动，AWS 的 Graviton 系列的成功让云计算厂商看到了 Arm 在服务器 CPU 领域的广阔前景。我们预计 Arm 在云计算市场的产值 将从截至 2022 年 12 月 31 日的约 179 亿美元增长到截至 2025 年 12 月 31 日的约 284 亿美元，年复合增长率高达 16.6%。我们看好在厂商自研芯片浪潮下，Arm 的能耗优势对于其市占率的正面作用，由此带动授权与版税收 入双升。

端侧 AI 快速普及叠加能耗优势，CSS 打开 Arm 增 长前景

Arm 终端 CSS：AI 消费电子的最优解，助推版权费率上升

Arm CSS（Compute Subsystem，计算子系统）是对 2023 年发布的 TCS （Total Compute Solutions，全面计算解决方案）的更全面的升级。Arm 在 AI 时代中凭借 CCS 能够帮助芯片合作伙伴更轻松、快速地构建基于 Arm 架构的解决方案，进一步加速产品上市进程。CSS 是一个综合性平台，整合 了硬件、软件和工具，以优化客户端设备的性能和效率。它旨在为各种设备 提供无缝的计算体验，从智能手机和平板电脑到笔记本电脑甚至桌面 PC。 该平台囊括最新的 Armv9.2 CPU 集群、Arm Immortails、Arm Mail GPU，以 及最新的 CoreLink 互联系统 IP 和系统内存管理单元 (SMMU)，并首次在 终端领域提供基于 3nm 工艺生产就绪的 CPU 和 GPU 物理实现。

移动设备端 CSS：为最终用户提供尖端解决方案

规模化交付实现，推动行业前沿创新。随着对高性能计算的需求不断 增长，代工厂合作伙伴所推动的前沿技术，CSS 正在为更高性能和更高效 率的设备解锁新的可能性。技术生态系统的瞬息万变让上市时间和工程效 率至关重要，在硬件上，最新的 Armv9 CPU — Arm Cortex-X925， 是 Cortex-X 推出以来取得最高 IPC 同比增幅的 CPU，通过结合新设计所实 现的微架构改进和频率提升，Cortex-X925 在 Geekbench 中实现了 36% 的单线程性能增长。以 AI 性能为例，与 2023 年的 Cortex-X CPU 相比， 词元 (Token) 首次响应时间提高了 41%，在这个例子中 LLM 的初始响应 能力有了显著改善。Arm Immortalis-G925 作为 Arm 性能最强、效率最高的 GPU，在各种图形应用上，Immortalis-G925 的性能同比提高了 37%；而在 多个 AI/ML 网络上进行测量时，实现了约 34% 的性能提升。此外，还有 光线追踪技术。在 CSS 上的效率方面，仍能选择不同的 CPU 微架构来实 现最大性能和最长使用天数，并通过 Immortalis 和 Arm Mali 提供 GPU 可扩展性，从而实现性能和效率上的灵活性。与 Cortex-A720 相比，CortexA725 的能效提高了 35%。该成果源于我们改进了微架构，并善用工艺和物 理 IP 优化。在软件层面，Arm 同步推出了 Kleidi 软件，包括面向 AI 工作 负载的 KleidiAI 和面向计算机视觉应用的 KleidiCV。这些工具旨在帮助软 件开发者无缝获取 Arm CPU 上的最佳性能，并支持多种关键 Arm 架构功 能，与主流 AI 框架如 PyTorch 和 Tensorflow 等实现高效集成。

瞄准细分市场，定制化解决方案对应更高版税费率。相较于以往的解 决方案，Arm 终端 CSS 专为高端终端设备细分市场设计，在性能、效率和 可扩展性方面带来了突破性变化。得益于显著的 AI 性能提升，Arm 终端 CSS 能够为新一代消费电子设备提供足够的 AI 算力支持，使得合作伙伴可 以在更多的消费电子产品上实现 AI 功能的部署与应用。以最新的 Armv9.2 CPU 集群为例，可以提供从旗舰 Cortex-X925 到高效的 Cortex-A725，以及 更新的 Cortex-A520，合作伙伴可根据自己的需求进行选择和配置。Arm 的 计算平台赋予合作伙伴很强大的灵活性，比如 2024 年 MediaTek 即将发布 的天玑 9400 就采用了全大核的最新架构 Arm v9.2 CPU 集群，包括四个 Cortex-X925 大核和四个 Cortex-A725 中核，而没有使用“小核”Cortex-A520。 结合 Arm 架构跨代版税费率边际差异约为两倍左右，我们预计 Arm 将 CSS 版税率在 v9 架构的基础上提高一倍,达到 8-10%。

汽车端 CSS：智能驾驶持续迭代，算力高需求抬升版税收入

广泛的 AE IP 产品阵容，汽车端 CSS 将于 2025 年落地。Arm 与 2024 年 3 月宣布推出其汽车增强（AE）处理器系列，以满足高端辅助驾驶需求。 服务器级性能的 Neoverse 技术引入汽车应用，推出 Arm Neoverse V3AE， 为 AI 加速的自动驾驶和先进驾驶辅助系统工作负载带来服务器级的性能； 同时，Arm 也将 Arm v9 架构技术带入汽车应用，发布基于 Arm v9 架构 的全新 Cortex-A 处理器，推出 Arm Cortex-A720AE 和 Arm Cortex-A520AE 以及 Mali GPU 核心，以捕获数据以供视觉处理器使用；Arm 还将 64 位计 算引入实时处理器，推出 Arm Cortex-R82AE，成为其迄今为止性能最高的 功能安全实时处理器。为了帮助缩短上市时间，Arm 已宣布与 Cadence、 Correllium/AWS 和 Siemens 合作的虚拟系统。这些系统可以提前向软件工 程师提供，以便在芯片制造之前对硬件进行建模，并在芯片开发中带来上市 时间的好处。源自于 ADAS 和 IVI 所带来的极高计算需求，当前整个汽车 行业正在拥抱 Chiplet，而 Arm 的计算子系统能以更快、更简单的方式支持 在 ADAS、IVI 中构建更加复杂的系统，有助于 Chiplet 的进一步推广。预 计在 2025 年 Arm 将交付首款汽车应用的计算子系统。

电动汽车日渐增长的智能化需求打开公司汽车业务收入增长曲线。从 市场规模来看，根据 ICV 的数据显示，2022 年全球智能驾驶 SoC 市场规模 为 32.95 亿美元。据其测算，2024 年，全球智能驾驶 SoC 市场规模有望突 破 100 亿美元，到 2027 年预计达到 283.06 亿美元，年复合增长率高达 43.11%。2022 年 Arm 在汽车市场的市占率约为 40.8%，细分市场中，在 IVI 和 ADAS 两大市场分别占据 85%和 55%的份额，技术优势突出。对于 Arm 来说，像高通这样的公司在汽车智能座舱芯片领域的迅速崛起为 Arm 提供 了向诸如中国电动汽车“新势力”等希望能够快速获取成熟的架构体系的公 司销售更高端计算产品的机会，而像 NXP 这样的 Arm 现有供应商也开始 寻求覆盖强调软件兼容性的计算密集型场景。随着智能驾驶的不断普及与 持续迭代，芯片在电动汽车中逐渐成为必选项。鉴于 Arm 架构在微控制器 （MCU）中的普及，我们认为这是 Arm 向众多汽车市场参与者或潜在参与 者推销版税费率更高的 CSS 模式芯片设计合作方式的机会。

智能驾驶大模型迭代助推端侧算力需求激增。在智能驾驶领域具有领 先地位的特斯拉自动驾驶系统已更新至 FSD Supervised v12.5，在全场景部 署了最新的端到端模型，这要求汽车内部拥有一个强大的集中计算系统。在 其最新的智能驾驶硬件 HW4.0 中使用的 2 颗 FSD 芯片依然沿用了 HW3.0 使用过的 Arm Cortex-A72 CPU 内核，其芯片数量从 3.0 的 12 个提升到 4.0 的 20 个，远期来看，HW5.0 则将采用基于 Arm v9.2 架构的 3nm 制程工艺。 随着 ADAS 和 IVI 的高端系统变得越来越复杂，很多研发能力较弱的 OEM向Arm提出需求，除了交付 IP 组件以外，还希望得到子系统的支持。 我们预计随着智能驾驶的算力需求与日俱增，传统线性的开发模式已经无法满足市场需求，更多车企将会转向 Arm 汽车端 CCS 模式，为公司贡献更 高的版税收入。

AI PC 时代变革：从 Wintel 到 WoA（Windows on Arm）

在计算机系统发展早期，微软（Windows）通过与英特尔（Intel）结成 Wintel 联盟，长久以来凭借 x86 架构的性能优势占据了绝大部分 PC 芯片市 场。近年来，随着更多芯片企业兴起，尤其在苹果意欲摆脱 Intel 影响，选 择与 Arm 合作自研芯片之后，WoA 阵营正加速与 Wintel 联盟分庭抗礼。从 行业发展趋势来看，Arm 架构的 PC 处理器开发具备多重优势：1）随着移 动设备和云计算的兴起，市场对于高效能、低功耗计算解决方案的需求日益 增长，为 Arm 架构的 PC 处理器提供了广阔的市场空间。2）微软在操作系 统层面的支持，为 Arm 架构的 PC 处理器提供了强大的生态系统基础。3） 随着技术的进步和开发者社区的积极参与，Arm 架构的 PC 处理器在技术实 现和应用创新方面得到了有力的推动。

苹果寻求主动脱离 Intel 阵营，PC on Arm 被验证为可行。2020 年，苹 果推出搭载自研 M1 系列芯片的 PC 产品，被认为是要脱离对英特尔依赖独 立发展的关键事件，这也推动在 PC 市场一直面临阻力的 WoA 阵营逐渐完 善其生态能力。苹果公司在软硬件方面实现了垂直整合，因此，其通过自主 设计高效且功能强大的 PC 芯片进军半导体设计业务，确实证明了 Arm 架 构能够带来更好的电池续航能力和可扩展性等巨大优势。反映在市场表现 上，根据 CouterPoint Research 的统计数据，自 2020 年苹果推出 M1 芯 片后，截至 2022 年底，全球基于 Arm 架构处理器的笔记本市场份额从 2% 迅速增长至 12% 以上，其中 90% 都是苹果的产品。搭载苹果自研芯片的 PC 产品为其他厂商做了一个良好的示范，在一定的生态系适配下，Arm 架 构的处理器完全有能力取代 x86 架构。 微软面向 AI PC 时代发布“Copilot+ PC”，带领 WoA 阵营加速攻占市 场。Copilot+ PC 是全球首个专为 AI 设计的 Windows PC，采用了全新 NPU， 并对 Windows 11 系统进行了重新设计。根据 Canalys 的数据，2024 年第二 季度全球 AI PC 出货量为 880 万台，占 PC 总出货量的 14%。预计 2024 年 和 2025 年全球 AI PC 出货量将分别达到 0.44 亿台和 1.05 亿台。随着各大 处理器供应商的 AI PC 规划逐步推进，我们预计 2024 年下半年及未来，AI PC 供应量和渗透率将显著提升。

端侧 AI 对能效比要求较高，低功耗是 Arm 架构最大优势。在 AI PC 时代，由于端侧 AI 的部署提升了整体耗电量，续航长短被认为是相关设备 最为关键的指标之一。Arm 显然也希望在这一过程中扮演着引领者的角色， 推动 WoA 在 PC 市场的增长。骁龙 X Elite 采用了自研的 Qualcomm Oryon CPU，采用 4nm 工艺制造，拥有 12 个核心，最高 3.8GHz，单核心和双核 心的最大 Boost 为 4.3GHz。内存最高支持 LPDDR5x 8533MT/S 的规格， 最大 64GB，8 通道，带宽 136GB/S。 从官方公布的各项数据来看，和同代 的 AMD、Intel 的处理器相比，骁龙 X Elite 主要的优势在于拥有更好的能 效表现带来的更大续航。对比 Intel 旗舰级酷睿 i9-13980HX，骁龙 X Elite 性 能领先大约 1％，但功耗低达 70％。骁龙 X Plus 继承了骁龙 X Elite 的性能 体验，且带来了更强的功耗控制。

Arm64EC 加速 WoA 生态建设。微软于 2021 年宣布的 Arm64EC 可以 将基于 x86 的应用程序的代码转移到基于 Arm 的代码。它类似于苹果的 Rosetta 2，后者用于苹果 Macbook 从英特尔芯片过渡到 Arm 芯片。我们认 为，2025 年的 Windows 12 将比当前的 Windows 11 更好地支持 Arm 架构， 具有更好的软件适配性，从而在软件生态建设上弥补起步晚带来的不足。对 于 WoA 生态系统来说，除了 Microsoft Office、Dropbox、Zoom、Adobe 套 件，越来越多的应用正在成为 Arm 原生应用，尤其是 Soptify、Chrome 等 基础应用，还有许多针对创作者的开源工具，例如 Audacity、Blender 和 OBS Studio，这些应用整合了大量的开源库和开发者工具，加速了 Arm 生态系统 的构建。

各大 PC 厂商描绘 AI PC 蓝图，Arm 扮演举足轻重角色。宏碁计划大 幅增加配备 AI 功能的电脑的出货量，到 2025 年第三季度，宏碁将把 Copilot+PC 在交付量中的份额提高到 40%。联想 AI PC 出货量环比增长高 达 228%。惠普预计到 2027 年，即其 AI PC 产品推出三年后，AI PC 将占其 PC 产品出货量的大约 50%。

高通是目前 WoA 唯一平台，联发科与英伟达即将入局。高通目前对 WoA 拥有独家授权，这使其在短期内在 WoA 市场份额主导地位上占据了 主动。但这一独家授权将于 2024 年底到期，2025 年将有一大批新设计上 市。在这一背景下，仅仅高通一家显然是无法满足 Arm 的需要。特别是在 高通与 Arm 公司已经因为架构授权的变化而产生嫌隙的情况下，其更是需 要引入更多芯片厂商来作为竞争者，以避免高通在 WoA 赛道的一家独大。 联发科与英伟达在开发下一代基于 Arm 架构的 AI 笔记本电脑上的合作， 预计将推动其在 2025-2026 年 PC 市场的份额增长，这将对 x86 厂商的市场 份额产生影响。

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