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「造芯」再掀新战事:直面苹果华为,小米OV数十亿赌一颗芯

5G/通信芯片制造业创新3C制造
机器之能
寓扬
2019-11-15 · 16:30
[ 亿欧导读 ] 芯片是手机核心,同时也意味着需要较长时间和较高资金的投入。尽管困难重重,却是手机厂商避免产品同质化和掌握核心技术的关键要素。不管是合作研发、并购公司、购买专利,小米OV等后发者依然将前赴后继,不遗余力。
国产芯片,芯片,5G 图片来自“Pixabay”

【编者按】芯片是手机核心,同时也意味着需要较长时间和较高资金的投入。尽管困难重重,却是手机厂商避免产品同质化和掌握核心技术的关键要素。不管是合作研发、并购公司、购买专利,小米OV等后发者依然将前赴后继,不遗余力。

本文转自“机器之能”,作者寓扬。经亿欧编辑,仅供业内人士参考。


当「造芯」成为主流,跨界玩家入局不再是新鲜事。

游优登录最近,国产手机厂商 vivo 拉上三星组局「造芯」。vivo 的入局意义重大,至此,全球六大核心手机厂商的造芯拼图完备,苹果、华为、三星三巨头领衔,小米、OPPO、vivo 再添新势力,手机圈造芯新战事开启。

全球智能手机出货量及同比变化

这背后,既是大国贸易战中催生的新机遇,也是手机下半场厮杀的升级。无论自研,还是收购,亦或合作,造芯都成为头部企业势在必行的选择。

三种「造芯」姿势

从去年 4 月「中兴断供」风波,到今年 5 月华为「实体清单」,再到「实体清单」增至 28 家……没有比中国科技公司更能体会核心技术自主可控重要性的了,这其中最为薄弱尤为芯片,成为国内手机厂商竞逐的核心方向。

与此同时,自主芯片提升手机产品的竞争力作用立竿见影。当新一代 iPhone 凭借 A13 仿生芯片,展示出让内行人「目瞪口呆」的三摄拍摄时,当华为在美国一纸禁令下,依然收割超 40% 中国手机市场时,小米、OPPO、vivo 等后生必须有所回应。

向产业上游整合,打造差异化的芯片,成为出路。

小米:一波三折,两只手打天下

游优登录小米 2014 年踏入芯片领域,是三家中较早的一家,围绕手机和 IoT 两大战略支点,从一波三折的手机芯片布局到 IoT 芯片,走出一条自研与投资并重之路。

游优登录2014 年底小米与大唐电信旗下子公司联芯科技成立合资公司——松果电子,开启自研手机芯片之路。

联芯有的正是 4G 通讯、基带芯片上的积淀,不过其实力并不如高通、联发科、华为海思,与彼时的展讯也稍逊一筹,这为小米造芯的一波三折埋下伏笔。

游优登录2 年后,在 10 亿人民币的投入下,松果第一款芯片澎湃 S1 问世,雷军将其定位为「中高端」,仅落地小米手机 5C 中,属于一款中端机型。不过小米的「好运」似乎到此为止,距今已近 3 年,小米澎湃 S2 至今「难产」。

随着今年初雷军公布手机和 AIoT 双引擎战略,小米造芯随之兵分两路。

游优登录今年 4 月,小米对旗下松果电子团队进行重组,分拆组建新公司南京大鱼半导体,主攻 IoT 芯片,松果电子继续从事手机芯片和 AI 芯片研发。

自研道路之外,小米也通过投资,重点押注手机和 IoT 生态。

游优登录目前小米已经投下乐鑫科技、晶晨半导体、聚辰半导体、芯原微电子、安凯微电子、恒玄科技、上海南芯半导体等 7 家公司。

vivo:抱团取暖,联合研发

与小米不同,vivo 则采取抱团取暖一步到位,搭上三星电子,联合研发。

就在上周,vivo 官宣了首款成果——双模 5G AI 芯片猎户座 980,将落地到年底上市的 vivo X30 系列手机,作为 vivo 的年度中高端机型。

游优登录不难看出,猎户座 980 定位中高端,和小米澎湃 S1 类似。不过相比小米与联芯的组合,vivo 与三星电子算是「强强联合」。

三星 8nm 工艺、双模 5G、首发 ARM Cortex-A77、NPU 模块,并且是和华为麒麟 990 一样的 5G 集成 SoC,可以说猎户座 980 已具备 2020 年手机处理器的几乎所有特性。

游优登录vivo 芯片技术规划中心高级总监李浩荣称,此次联合研发,vivo 深入到芯片的前置定义阶段前后投入 500 多名工程师,历时近 10 个月,将积累的超过 400 个功能特性补充到三星平台,联合三星在硬件层面攻克了近 100 个技术问题。

针对这一联合研发,高通一位员工称,vivo 参与开发的应该偏向芯片的上层,比如 RRC 层(Radio Resource Control,无线资源控制协议),底层物理层很难触动。

游优登录半导体领域资深人士李明表示,一款主流芯片,核心团队数百人就够了。但一款芯片的流程很长,vivo 参与更多的应该在后端的算法、手机应用等,500 名员工应该不少人可跟手机部门共享。

OPPO:招兵买马,单点突围

OPPO 目前还没有芯片问世,但已经有迹可循。

成立芯片公司,百亿研发投入,挖角联发科、展讯,OPPO 正在招兵买马,极有可能在 AI 芯片上实现单点突围。

游优登录今年 8 月,OPPO 在招聘网站上发布系列半导体相关职位,涉及模拟电路设计工程师、SoC 验证工程师、数据电路设计工程师等,工作地点正是上海。

游优登录2017 年底,OPPO 就在上海成立一家全资子公司「瑾盛通信」,由联合创始人金乐亲带队,任公司总经理、执行董事。

2018 年 9 月,瑾盛通信将「集成电路设计和服务」纳入经营项目,代表 OPPO 正式涌入造芯赛道。

2 个月后的 OPPO 科技展上,CEO 陈永明宣布,「OPPO 明年(2019 年)的研发资金将从 2018 年的 40 亿元提升至 100 亿元,并且将逐年加大投入。」

研发投入攀升 2.5 倍,新增 60 亿,如此烧钱的项目让行业纷纷指向芯片。据了解,2018 年底瑾盛通信员工数量已达 150 人。

游优登录不过李明向机器之心表示,OPPO 短期不可能研发一款手机 SoC,单单基带芯片就是一个难以逾越的门槛。它可能像谷歌一样,为手机开发一款 AI 处理器,来实现单点突围,比如 OPPO 主打的拍照功能。

此外,OPPO 也曾入股苏州雄立科技,作为 OPPO、vivo 幕后的大佬段永平也参与入股,这家公司主要从事数据网络和物联网领域的集成电路设计。

游优登录对比三家的芯片布局,可以看到一条较为清晰的路线,以核心业务为驱动,选择自研、合作或投资的方式,并且呈现 5G、AI、IoT 三大造芯方向。

「造芯」不外乎三种路径:自研、合作或投资。游优登录选择何种方式造芯,造什么芯,又很大程度取决于当时的行业格局与业务核心。

从小米的自研芯片到 vivo 的合作开发,反应的是市场格局的变化、行业竞争的加剧与时间窗口的缩小。

手机厂商为何要「造芯」?

2014 年底小米明确打造手机芯片,当时的行业背景是,手机市场处于上升期,发展势头迅猛;当时的小米如日中天,手机销量排名国内第一,布局手机芯片,无论从产品差异化,还是降低产品成本,都顺理成章。

在此背景下,小米找到了联芯科技,成立松果电子,试水中高端手机市场(并非旗舰市场)。

游优登录联芯虽有 4G 基带芯片积淀,不过其实力放到大陆市场,也只能排到华为海思、展讯之外,位列第三。「强弱结合」给了小米主导芯片研发的机会,松果电子最初的资本构成为小米 51%,联芯 49%。

游优登录然而并无手机芯片研发经验的小米,联芯的实力一定程度上决定了小米造芯的天花板。尤其是手机市场进入成熟稳定期,先头部队对于制程工艺、5G、AI 处理器等的积淀,已远远将联芯甩开。

以 5G 为例,拥有成熟 5G 基带技术的仅有高通、海思、联发科、三星等少数玩家,联芯已逐渐边缘化。试问小米松果如何产出一款 5G 芯片,如果不是 5G,不如继续「沉睡」。

游优登录在此背景下,vivo 选择另一种更为稳妥的方式,「强强联合」,与三星电子联合研发 5G 手机芯片。

资深半导体人士李明认为,vivo 三星的合作可谓是「抱团取暖」。在手机市场激烈的角逐下,手机 SoC 追逐最先进的工艺,最先进的设计理念,最核心的应用处理器(AP)和基带处理器(BP)有非常高的研发门槛,手机厂商再从头自己做几乎不可能。

这一联合可以将三星在芯片研发端的优势和 vivo 对用户需求把控的优势结合,给 vivo 提供一款更具竞争力的产品。

从三星电子来说,三星手机在中国市场式微,与 vivo 联合研发等于获得一个大客户,也是间接进入中国市场的一种方式。行业总在不同时间窗口、竞合间找到的一种合适的组合。

游优登录从芯片的自研到投资,又可以看到企业从核心业务出发的产业链整合。

游优登录以小米为例,随着「手机+AIoT」双引擎战略的确立,不但造芯兵分两路,投资也兵分两路。

围绕手机和 IoT 两大支点,小米近年展开对芯片产业链玩家的热情投资。目前小米已经投下乐鑫科技、晶晨半导体、聚辰半导体、芯原微电子、安凯微电子、恒玄科技、上海南芯半导体等 7 家芯片公司。

游优登录其中,乐鑫科技(WiFi 芯片、IoT 芯片)、晶晨半导体(多媒体芯片)已经在科创板上市,聚辰半导体(存储芯片)已提交科创板 IPO 注册。

随着小米、OPPO、vivo 相继涌入芯片市场,未来向产业上游的整合将会进一步深化,也为手机产业链格局带来更多可能。

明知难为而为之

「新入局的手机厂商,完全独立做主芯片,几乎没有可能」,一位半导体公司负责人感叹。

美国「断供」风波下,核心技术自主尤为重要。但即使是在造芯赛道深耕 10 余年之久的苹果,在手机 SoC 的核心之一基带芯片上仍受制于高通。

一方面苹果今年花费「天价」47 亿美金与高通达成和解,未来 iPhone 中继续使用高通的基带芯片。

另一方面苹果耗资 10 亿美元收购英特尔手机基带芯片业务,拿下 2200 名半导体人才和 1.7 万项技术专利。

即使如此,外界推测苹果仍需 3 年左右才能推出自研 5G 基带芯片。

可见基带芯片是一个高投入、高积淀、高技术门槛的领域,目前拥有 5G 基带芯片的仅有华为海思、高通、联发科、三星等数家。

除了基带处理器(BP)外,手机 SoC 另一个关键是应用处理器(AP),包含 CPU、GPU、ISP 等,它追逐最先进的工艺(7nm、5nm)、最先进的物理设计能力、对未来 3~5 年的市场预判,研发门槛依然很高。

以小米为例,2014 年造芯时,一方面与联芯成立合资公司,获取造芯人才;另一方面不得不花费 1.03 亿元,获得联芯 SDR1860 平台的技术授权。

即使如此,小米第一款澎湃 S1 芯片,耗时 2 年花费超 10 亿元才得以问世。雷军当时曾表示,「芯片行业 10 亿资金起步,整个投入可能要 10 亿美金,而且可能 10 年才会有结果。」

也曾有小米内部员工透露,澎湃仅一次流片,就烧光了当时红米手机一年的利润,可见芯片研发成本之高。

不过沉寂近 3 年的小米澎湃 S2 至今「难产」。据了解,相比澎湃 S1 的 28nm 工艺,澎湃 S2 采用 16nm 工艺。究竟是何原因迟迟不能亮相?也有业内人士爆料,澎湃芯片已经「凉凉」。

游优登录李明分析道,「先头部队」已经探索到 5nm、7nm,16nm 中所遇到的问题前者都解决了,所以理论上不存在工艺问题,小米芯片「难产」核心是设计能力问题。

目前高通的中端芯片已用上了 8nm、11nm 工艺,如果推出一款连高通中端都无法比肩的芯片,对于小米又有何意义。当然,小米也可以重金投入买工具、流片,将工艺升级。

游优登录不过难的是 5G 到来,联芯在 5G 上又逐渐边缘化,即使小米砸钱买 5G 技术,当下也未必有厂商愿意授权。试想在华为、OPPO、vivo 力推 5G 的当下,如果不能产出一款 5G 芯片,不如继续「沉睡」。

游优登录苹果与华为沉淀了 10 年之上,才有今天芯片设计上的功力。因此对于小米、OPPO、vivo 而言,打造手机 SoC 将会是一个漫长的高投入过程。不过对于他们而言,AI 芯片则是另一个机会。

相比手机 SoC,AI 处理器复杂度不高,但对于算法有较高要求,简言之 AI 芯片是由算法驱动的。

典型的产品是谷歌为 Pixel 手机打造的神经网络芯片,它在高通骁龙主处理器外,扮演协处理的角色,主要用于图像处理,以实现相机功能的单点突破。

据传,OPPO 即将亮相的就是一款 AI 芯片,通过软硬件协同,来提升拍照能力。

一场势在必行的冒险

尽管造芯成本高昂、风险巨大,但在手机越来越「同质化」的今天,无论出于大国环境的警醒,亦或面对华为的强势进攻,小米、OV 都走上了造芯之路。

游优登录深聪半导体 CTO 朱澄宇称,小米、OV 造芯的本质是差异化。

苹果凭借 A 系列芯片构建了 iOS 完善的体验,华为凭借麒麟芯片,即使在今年国际环境的重压下,依然保持手机销量增长。

游优登录随着手机市场渐趋饱和,面对全球头部玩家的冲击,作为第二梯队的小米、OV,必须靠差异化赢得市场。

游优登录对于小米、OV 而言通过芯片实现单点突围,通过差异化构建竞争力已是关键之一。无论自研,亦或合作,定制化芯片都将是一大趋势。

游优登录资深半导体人士李明进一步总结道,首先,集成电路是整个中国产业的薄弱环节,行业玩家都有崛起的机会,享受政策红利。何况 EDA(电子设计自动化)工具的发展,也在不断降低芯片的进入门槛。

游优登录第二,从供应链安全、产品差异化来讲,自研芯片更加自主可控。某种程度上讲,「造芯」并不难,难的是「做什么」。小米、OV 等手机公司芯片需求量巨大,他们对市场、对自身的需求更加理解,这是做芯片的天然优势。就像当年的华为海思一样,自己就是自己的客户。

第三,小米、OV 均是全球头部手机品牌,发展到当下阶段,各方面实力已能支撑造芯的野心。

纵观工业界,系统厂商造芯非常普遍,包括谷歌、亚马逊等都在跨界做芯片。芯片厂商造芯,必须做一颗通用、满足不同客户需求的芯片,这非常有难度。

但手机厂商造芯,只需满足自己的需求,裁剪冗余、新增功能,很多功能、接口都可以优化,做到芯片单位面积的能效最大化。

游优登录小米、OPPO、vivo 涌入造芯赛道,标志着手机行业逐步下探核心技术边界,既是中国科技产业发展的必经之路,也是手机市场发展与竞争的成熟标志。

对于新生代,形成足够差异化、足够底层的护城河,才能有效抵挡华为、苹果的重压,同时也是挑战行业固化格局的新出口。

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