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三星苹果称霸,华米OV布局,手机自研芯片之战打响了

连线Insight2020-09-21 22:36发文

三星苹果称霸,华米OV布局,手机自研芯片之战打响了

文/李信

编辑/叶丽丽

没有iPhone12的发布会,让A14芯片成为了近期苹果发布会的最大亮点。

从A4芯片开始,苹果保持着每年更迭新款芯片的节奏,其也是业内少数拥有自研芯片能力的手机厂商。

此次发布的A14芯片,也是业内首个量产5nm制程工艺的芯片,芯片内封装了118亿个晶体管,与A13芯片相比,其CPU(中央处理器)性能提升40%,GPU(图形处理器)性能提升30%。

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苹果A14芯片,图源苹果发布会

尽管苹果在5G领域处于落后地位,但在自研芯片上,苹果一直走在前列,而除了苹果,三星、华为也是为数不多拥有芯片自研能力的手机厂商。

当前,华为是国内唯一拥有自研芯片能力的手机厂商,从2009年推出首款自研手机芯片至今,麒麟芯片已经处于行业领先地位,但由于受到美国制裁,新一代麒麟芯片或成“绝版”。

值得注意的是,小米也曾在2017年推出自研处理器澎湃S1,并搭载在小米5C手机上,但这款芯片后续没有覆盖小米其他机型,此后澎湃S2直到现在也未能实现量产。

“我们2014年开始做澎湃芯片,2017年发布了第一代,后来的确遇到巨大困难。但请米粉们放心,这个计划还在继续。等有了新的进展,我再告诉大家。”8月9日,小米创始人雷军在微博回复了澎湃芯片的情况。

虽然自主研发芯片受挫,但小米没有放弃芯片梦。据媒体报道,从今年1月份开始,小米产业基金至少投资了17家芯片相关企业。

不仅是小米在加速布局芯片产业,今年2月,OPPO也公布了关于自研芯片的“马里亚纳计划”,计划在2020-2022年累计投入500亿用来造芯片。vivo虽然暂时没有公布造芯计划,但已经联合三星共同“造芯”,并且申请了芯片商标。

三星苹果称霸,华米OV布局,手机自研芯片之战打响了

vivo芯片商标,图源网络

至此,国内主流手机厂商均在加速芯片领域的布局,但自研芯片并非易事,研发芯片不仅需要大量技术积累,还需要投入巨额资金与大量时间,这是一块极其“难啃的骨头”。

虽然自研芯片难度大,但在经历中兴事件、华为被断供危机后,国内其他手机厂商均意识到自研芯片的重要性,这场自研芯片之战已然开启。

1、苹果与三星,各自称霸

苹果自主研发的A系列芯片,一直以来都被称为地表最强芯片。

近期,国内科技媒体极客湾分享了一份数据报告,该报告参考了Geekbench5、GFXbench5.0和CPU Power的跑分数据,并从单核和多核的CPU性能,1080P和1440P两种负载下的GPU峰值性能,以及CPU功耗等多方面进行分析。

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移动端芯片综合能力排名,图源极客湾

根据报告显示,在移动端芯片CPU性能排行中,前五位有四款芯片都来自苹果,其中A12Z、A12X、A13和A12分别占据第一、第二、第三和第五的位置。在综合性能排名上,苹果A12Z、A12X芯片的性能依旧强劲,远超其他品牌芯片。

当下,通过多年迭代,苹果A系列芯片性能已经接近部分入门级台式机CPU,这也保证了苹果iOS系统的流畅体验。

尽管如今苹果A系列芯片如此成功,但其实最开始苹果手机用的并不是自主研发的芯片。

2007年,苹果发布第一代iPhone,使用的是三星设计的ARM架构SoC(单片系统),GPU是Imagination的PowerVR。

当时,苹果已经在iPad上与英特尔合作,但最终因为报价原因,双方没有合作移动设备芯片。前英特尔首席执行官Otellinii当时也认为,苹果的移动设备销售量顶多百万台出货量,不会给英特尔带来太大获利。

的确,最开始苹果起家的业务是Mac和iPad,iPhone业务才刚刚起步,没人会想到后来iPhone手机会如此火爆。

前几代iPhone也确实没有引起市场热烈反响,但在第一代iPhone发布后不久,苹果就与三星、Imagination签署SoC和GPU的开发协定,并且开始重组自己的芯片研发团队。

此后,苹果在自研芯片之路开启了狂奔。2008年,苹果招揽曾任职于英特尔和IBM的Johny Srouj,担任苹果硬件技术部门高级副总裁,其日后成为苹果A系列芯片老大;同年,苹果收购半导体公司P.A Semi,这也成为苹果SoC技术团队核心。

当时,收购这两家公司后,苹果顺势收编了250位硅谷工程师,其中就有芯片设计大牛Sribalan Santhanam和传奇芯片设计师Jim Keller。Santhanam曾经带领P.A掌握了复杂超低功耗芯片的设计能力,Keller则被称为“硅仙人”,他曾直言当时用过最好的CPU,都是他设计的。

这一强大的团队阵容,很快让苹果自研芯片走上正轨,两年后苹果就推出了第一款自研芯片A4,搭载该芯片的iPhone 4也成为苹果智能手机发展史上的里程碑。

如今,苹果也衍生出不同系列的芯片,例如A系列、W系列、S系列等芯片,分别撑起了智能手机、智能耳机、智能手表三大品类的底层基础。

然而,苹果并不是最先称霸芯片领域的手机厂商,三星在芯片领域起步更早,全球市场份额超过苹果。

根据市场调研机构Counterpoint Research发布的报告显示,2019年全球移动芯片市场上,三星占据了14.1%的市场份额,同比增长2.2%,位列世界第三,苹果市场份额则为13.1%,同比下滑0.5%,跌至第四位。

值得注意的是,三星还是仅次于台积电的世界第二大晶圆代工厂,这意味着三星电子拥有从芯片设计、生产,以及到手机终端的完整产业链,而三星能取得如此成就,离不开其创始人李秉喆与接班人李健熙。

起初,三星只是一家卖面条和大米年糕的杂货店,但在1970年时李秉喆决定生产家电,在美国、日本产业转移的风口,三星开始代工生产电视机等家电产品。

当时,全球芯片产业被美国镁光、日本三菱、夏普等企业牢牢占据,三星没有插手的机会,为此李秉喆还曾向日本NEC会长要求学习技术,但直接被NEC拒绝。

然而,三星赶上了好时候,李秉喆也抓住了机遇。1973年受石油危机影响,美国发生经济危机,众多企业濒临破产,此时李秉喆趁此机会入股了美国半导体公司Hankook,这让其开始接触到芯片技术。

与此同时,三星还聘请大量日本半导体工程师周末到韩国干私活,传授相关技术,三星还在美国建立研究中心,让韩国本土工程师到美国轮流接受培训后,回到韩国工作。

三星苹果称霸,华米OV布局,手机自研芯片之战打响了

三星Exynos 990,图源三星官网

在一系列操作下,三星在1992率先研发出64M DRAM芯片,一举跻身行业前列,而在1996年,三星还获得ARM授权,开始自主研发手机芯片,前三代iPhone用的正是三星提供的处理器,此后三星推出了基于ARM架构的Exynos系列自研芯片。

如今,国内手机厂商如OPPO、vivo、小米等也将三星的Exynos芯片组用于某些智能手机机型。时至如今,三星与苹果,也依旧在手机自研芯片上各自称霸一方。

2、华为与小米,先后入场

据市场调研机构IHS Markit报告显示,华为去年第三季度交付的智能手机中,74.6%都使用了麒麟系列,这让高通芯片在华为手机的占比从24%降低到8.6%,而在今年一季度,华为手机采用海思处理器的机型份额达到90%。

尽管在美国宣布对华为实施一系列制裁后,华为旗下高端芯片麒麟系列或将成为绝版,但这不可否认,华为旗下海思半导体是国内目前唯一能做到自研、量产,并落地在手机且对外销售的企业。

追溯过往,1991年,海思前身华为集成电路设计中心就成立了,也就是说,华为在28年前,已经在布局芯片领域。

2006年,海思开始研发K3V1嵌入式CPU,这款CPU基于ARM-11 IP,后来集成在海思首款手机主芯片Hi3611上,不过由于发热严重、兼容性差等问题,K3V1最终没有市场化。

2012年,海思又推出了K3V2处理器,还在旗舰机型D2、P2、Mate 1、P6等手机上使用,但这款处理器同样因为性能原因饱受诟病。

接连两款处理器折戟,这意味着此前的投入全部白费,但华为没有放弃研发芯片的决心。在2014年,华为又推出了麒麟920芯片,并搭载在荣耀6手机上,这款集成了8个ARM核和华为自研的基带芯片巴龙的芯片,一举获得“跑分王”的称号。

也就是说,华为自研芯片14年后,才总算在移动端CPU芯片上拥有了与高通、三星等一线厂商靠齐的实力。

从海思发展历程可以看到,芯片研发不仅耗时长,而且需要投入大量资金,没有资金储备与决心的企业,很难研发出芯片。

与此同时,随着技术难度不断攀升,芯片研发成本也逐年增加。根据华为财报显示,2008年到2018年,华为累积投入芯片研发费用高达1600亿元,最新的麒麟990一次测试费用就要2亿元。

除了华为之外,小米也在2014年开始自研芯片。当年10月,小米旗下全资子公司松果公司成立;次年完成芯片硬件设计,并第一次流片;三年后的2017年,小米正式发布自主独立芯“澎湃S1”,搭载该芯片的小米5C也一同发布。

正当业内都以为松果会是下一个海思,没想到此后小米芯片研发遇到巨大困难,澎湃S2芯片几次流片失败,而流片一次就需要耗费数百万元。

此后,雷军极少提及芯片自研,而在2019年4月,小米发布声明对旗下松果团队进行重组,部分成员调往南京,组建南京大鱼半导体公司,这让外界传言不断,都认为小米放弃芯片研发。

直到今年小米十周年演讲之前,雷军才主动回复了澎湃芯片的情况,并表示还在继续研发芯片。

在小米10发布会上,雷军也透露高通骁龙865是小米与高通工程师联合研发的,这或许是小米曲线研发芯片的另一条路径。

而从今年开始,小米也开始加速投诉芯片领域公司,旗下小米产业基金已经至少投资了17家芯片领域公司,覆盖手机及智能硬件供应链,电子产品核心器件等领域。

值得注意的是,今年7月宣布加入小米的前中兴终端CEO的曾学忠,同样是中国集成电路设计产业技术创新战略联盟副理事长、5G产业技术联盟常务理事长。

据腾讯新闻潜望报道,曾学忠有紫光展锐芯片及半导体的背景,其加入小米将重点提升小米手机产品的研发创新以及推进澎湃系列芯片的研发和生产。

至今,小米没有放弃自研芯片这条路,而华为已然拥有自研芯片的能力,这两家国内手机厂商入局芯片后,今年其他国内手机厂商也均开始布局芯片领域。

3、OV入局,开启芯片之战

“未来三年,OPPO在技术方面的总研发投入将达到 500 亿,OPPO将投入最核心的硬件底层技术,和软件工程架构的能力,具体将以后再分解。”2019年的OPPO未来科技大会上,OPPO创始人兼CEO陈明永在演讲中表示。

陈明永的演讲很快变成行动,今年2月,OPPO CEO特别助理发布内部文章,公开了关于自研芯片的“马里亚纳计划”,按照规划,OPPO计划将在3年内投入500亿用来造芯片。

为此,去年10月OPPO还成立了芯片技术委员会,由陈岩担任芯片平台部部长,此人曾经在高通做过技术总监。

很显然,技术人才是研发芯片的重要因素,而OPPO也开启了抢人之战。

据相关媒体报道,OPPO已经招募联发科前COO朱尚祖担任顾问,还挖来了联发科无线通信业务部门总经理李宗霖,负责OPPO手机芯片部门,同时还从国内第二大移动芯片开发者紫光展锐招募了众多工程师,目前已经初步组成了手机芯片研发团队。

三星苹果称霸,华米OV布局,手机自研芯片之战打响了

对内不断聚拢人才,对外也没有停止过投资。2017年,OV幕后大佬段永平以及陈明永先后通过代持或控股投资公司等方式,入股了苏州雄立科技公司。

据公开资料显示,雄立科技业务包括设计并销售集成电路芯片,其自主研发的“ISE”系列处理器芯片,处于世界领先地位,也是中国唯一、全球第二家有能力研发并量产该类型芯片的企业。

2017年底,OPPO也成立上海瑾盛通信科技有限公司,并在2018年将集成电路芯片设计及服务纳入经营项目。

“公司已经具备了芯片相关能力,任何研发投资旨在提高产品竞争力和用户体验。”OPPO也直接表明了在芯片方面的野心。

相比OPPO的高调,vivo的芯片布局则较为保守。

去年9月,vivo申请了两个商标,分别为“vivo SOC”和“vivo chip”,覆盖的产品类别包括中央处理器、调制解调器、计算机芯片、印刷电路、计算机存储装置等。

虽然申请芯片商标,但vivo或许深知自研芯片需要付出巨额代价,为此选择了更为保守的方案,先联合芯片厂商联合研发芯片。

去年11月,vivo就联合三星发布了5G双模芯片,首次展示了双方联合研发的5G芯片:三星Exynos 980。

在发布会上,vivo表示先后投入了500多名研发工程师参与其中,vivo主要涉及前置定义阶段,与三星共享了超过累计400个功能特性与技术,在硬件层面帮助解决了近100个技术问题,整个研发历时近10个月。

今年8月,vivo还被曝出“挖人”挖到了紫光展锐,该公司相关芯片工程师表示收到短信,被通知参加vivo的芯片工程师岗位面试,而地点就在离展锐上海办公区一街之隔的酒店。

对此,vivo执行副总裁胡柏山在媒体座谈会上首度回应了vivo自研手机芯片的传闻,他表示vivo的确在招募硬件研发工程师,但与芯片制造无关,vivo也并非布局芯片产业,而是基于对技术方向的掌握,将技术布局前置到芯片定义阶段。

以往,vivo与合作伙伴的新品芯片规格确定后,或者第一次流片成功后再去洽谈,但芯片成型后进行适配和修改,时间和成本支出过大,现在则是提前两年以上进行规划,对合作伙伴提需求做定制。

“虽然vivo说自己短期内不会布局芯片产业,并不代表未来不会。”第一手机研究院院长孙燕飚在接受媒体采访时表示。

当下,虽然只有三星、苹果、华为拥有自研芯片的能力,但在华为遭遇断供危机后,国内手机厂商均开始直接或间接布局芯片,今后芯片之战必不可免,谁将真正跑出来?  

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