自主设计芯片成风,厂商都在想什么?|半导体行业观察

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生命不止,折腾不朽。

永不消停的谷歌,昨天又公布了首款用于消费类产品的自行设计芯片Pixel Visual Core。

这已经不是谷歌第一次推出自主设计的芯片了,去年推出的TPU,今年更新的第二代TPU产品,都是谷歌针对未来的机器学习和深度学习推出的非常具有针对性的产品。

不难看出,无论最终产品的实际效益如何,是否会针对更多厂商使用,谷歌在自主设计芯片的道路是似乎越走越远。

但是,与设计TPU最大的不同在于,Pixel Visual Core是针对普通消费者的产品,而TPU是针对机器学习的,普通人很难接触到。

自主设计芯片近年来可谓是蔚然成风,除了谷歌之外,苹果、三星、华为、小米这些厂商都先后推出了自己的自研芯片,也大有愈演愈烈之势,是什么促使这些厂商扎堆设计芯片的呢?

Pixel Visual Core到底是为了什么?

想要明白这些厂商为什么扎堆设计芯片,就需要明白这些自主设计的芯片能够为厂商提供什么?

首先我们先来看一看谷歌推出的Pixel Visual Core能为谷歌带来什么。

自主设计芯片成风,厂商都在想什么?|半导体行业观察

据了解,Pixel Visual Core是一种图像处理单元(IPU),类似于常规的8核SOC。在技术上,有一个第9核心,即左上角的一个ARM Cortex-A53 单元。谷歌设计的8个核心,每一个都是专为处理HDR+量身定制,使用不到1/10的电量,从而导致HDR +性能比当前实施速度快5倍。目的是在提升 Google 最新款智能手机 Pixel 2 的相机影像品质,并且协助更快的处理 HDR 照片。

谷歌表示,与利用主应用处理器相比,新推出的智能手机 Pixel 2,其相机能利用 Pixel Visual Core 芯片处理 HDR 照片的速度将提高 5 倍,能耗只相当于原来的十分之一。

不难发现,谷歌开发 Pixel Visual Core 的主要目的就是提升其智能手机的性能,更有消息表示,与其TPU相同,谷歌将不会将其芯片产品开放给第三方厂商使用。

其他厂商在想什么

除了谷歌之外,苹果、三星、华为、小米都有在自主设计芯片产品。

苹果今年最新推出的iPhone X就是采用了自主设计的A11 Bionic芯片。据了解,新A11 Bionic神经引擎采用多核设计,实时处理速度最高每秒可以达到6000亿次。A11 Bionic神经引擎主要是面向特定机器学习算法、Face ID、Animoji及其它一些功能设计的。

该处理器除了性能优越之外,还支持iPhone特有的功能。

其实纵观苹果历来设计的芯片都不难发现,在稳定的提升性能之外,总是能够针对iPhone进行特定的性能优化和功能支持。

而三星自家的手机除了采用高通的处理器之外,也采用自主设计的Exynos系列芯片。最近新推出的三星Galaxy Note8有一部分就是采用三星自主设计的芯片Exynos8895。

Exynos 8895采用最新的10nm制程工艺,拥有更小的核心面积,三星称与14nm相比,CPU性能提升最高可达27%,而功耗则降低40%。搭载5载波聚合基带,最高支持1Gbps的下载速率,GPU方面使用的是Mali-G71 mp20,性能相当给力。

华为就更不用说了。刚刚发布的华为Mate 10就搭载了华为自主设计的麒麟970。

在Mate 10发布之前,华为就专门为麒麟970开过一次发布会。麒麟970号称“世界首款手机AI芯片”。麒麟970芯片最大的特征,是设立了一个专门的AI硬件处理单元—NPU(Neural Network Processing Unit,神经元网络),用来处理海量的AI数据。

而Mate 10发布主打的一个功能就是人工智能,可以说,没有麒麟970的支持,就没有Mate 10的人工智能,自主设计芯片在其中起了不可或缺的作用。

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小米作为颠覆国产手机市场的后起之秀,在成立之初就是以主打高通芯片起家,其前几代旗舰产品都是采用了高通的芯片。

但是就是这样一个后起之秀在2017年年初的时候,也宣布推出了首款自主处理器:澎湃S1。对于行业而言,小米现在是高通、联发科、三星、华为海思和苹果等厂商之后,又一家移动处理器制造商。

虽然从性能上来说,其依旧是一枚中端处理器而已,与旗舰芯片还有很大的差距。但是澎湃S1依旧是小米10亿人民币起步随后追加至10亿美元的第一个研发成功的芯片。

从小米的例子我们不难看出,自主设计芯片很难,除了大量的资金支持之外,还需要长时间的技术积累。即便是小米,现阶段也只是设计出了中端处理器,离顶级水平还有着很大的差距。

其他厂商在这方面的投入就更加不言而喻了。

那么又是什么推动着这些厂商前赴后继的自主设计芯片呢?

为什么要自主设计芯片

其实在上面提到的几家厂商中,除了苹果、三星和华为之外,谷歌的产品出售连甚至不足以制程其自主设计芯片。

Pixel Visual Core主要用在谷歌自主品牌智能手机Pixel中,但是根据今年6月份的一份数据显示,谷歌去年发布的第一代Pixel销量惨淡,在8个月的时间内,只售出了不到100万台,对于三星一个月500万台旗舰手机销量,苹果一个季度的5800万台销量来看,Pixel的销量可以说是九牛一毛,其盈利更是难以支持自主设计。

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但是有些事情明知不可为,也非做不可,自主设计芯片主要是来源于以下几点原因:

首先,是提升品牌价值。

以华为和小米为例,一直以来,国内品牌产品同苹果以及三星等国外厂商产品相比,始终是处于下风。推出自研芯片,不仅意味厂商在技术上得到了巨大进步,也将大大提高厂商的品牌价值以及提高消费者的信任度。

其次,提升话语权。

国内许多手机,在上市前期,都需要抢购。尤其以采用高通旗舰芯片的旗舰手机最为明显。而采用自主设计芯片,可大大减少各种外因给产品带来的不确定性。

在供应链方面,自主设计芯片能提升厂商的话语权,在采用别家的芯片时不会完全陷入被动,更不会说因为供货短缺导致手机错过热销期,造成利润损失。

第三,完善产业链。

涨价已经成为了2017年智能机市场的主流。从旗舰产品到千元机,智能机的价格都在上涨。究其原因,在于国内厂商对于供应链并没有完全掌握。由于核心元件都是进口产品,只要成本上涨,国内厂商为了避免亏损,就只能选择涨价跟进。而自主设计芯片的成功,会大大降低国内厂商对海外市场的依赖,提高溢价能力

如何看待厂商自主设计芯片

尽管自研芯片有如此多的优势,但是厂商进入这块领域就一定能够成功吗?答案并不乐观。我们知道,自研芯片不仅需要巨额资金,还需要时间的积累。华为为了做海思,前后至少花了十年才成功。另外,高通依旧牢牢占据着手机芯片领域的绝对霸主地位。如何说服消费者放弃高通选择自家产品,对厂商无疑是巨大的挑战。

但是正如之前所说,自主设计芯片对于很多厂商,尤其是中国厂商来说是不得不为的事情。

对于国产厂商而言,芯片不仅决定着手机的运行能力,芯片技术的高度,也直接影响中国科技公司在国际的话语权。

中国目前每年进口的工业品,只有两个大类超过了500亿美元,一个是汽车和零部件,我们每年进口746.1亿美元,另外一个超过500亿美元的进口工业品,就是大家熟知的集成电路了,集成电路进口遥遥领先所有其他工业品,排在第一位,其进口金额2271亿美元,是第二名的汽车及其零部件746亿美元的三倍。

虽然进入4G时代,国产手机销售量大幅增长,创造了全球手机十强占七席的成绩。风光背后,依然是国际芯片市场没有话语权,而利润也是非常薄弱!

我国每年生产全球77%的手机,自主芯片却不到3%。一旦外企对我们停止供应芯片,后果不堪设想。这也成了外企牵着我们走的霸权。这也让我们不得不接受大部分钱被外企分走残酷事实。这也刺激了中国企业要在芯片领域建功立业的心。

不难发现,国内厂商如此的动作频频,体现了国产芯片实力的上升,而国产芯片逐渐实现对国外厂商的逆袭,主要有三方面的原因:

第一,政策方面的支持促进集成电路产业持续快速健康发展;

第二,市场需求的旺盛使得国产芯片的崛起得到有力的保证;

第三,中国品牌手机的发展,为国产芯片实现逆袭提供了契机。

在展讯通信、海思半导体、联芯科技国内主要IC设计企业,均已成功研发出北斗移动通信一体化芯片,这意味着智能手机等消费电子上将可大量安装国产芯片。

然而,在高端市场上,国产芯片依然处于弱势状态,与中国品牌手机类似,国产芯片依靠中低端铺场,虽可在短时间内得到市场份额上的提升,但对于长期的发展角度看是不利的,很容易陷入增量不增收的尴尬困境。而尽管当前国产芯片取得不小的进步,但核心技术仍然受制于人、严重依赖进口的局面短期内难以改变。

总结

无论是国外厂商,还是国内厂商,自主设计芯片都是获得产业链话语权的重要方式,中国芯片厂商在自主设计芯片方面也是如此。

需要明白的是,国内芯片厂商和终端厂商都非常有必要实现自主设计,最主要的原因是:

首先,中国作为世界上最大的手机市场,无论是国外厂商还是国内厂商需要占领这一市场都需要用产品来说。什么样的产品能够说服消费者呢?自然是能够满足客户需求和痛点的产品。而自主设计芯片能够为手机厂商提供更多差异化的功能,而不是市场上千篇一律的产品。

其次,手机厂商自主设计芯片也在倒逼着芯片厂商进步。正是由于芯片功能的千篇一律才促使手机厂商需求变革,即便如此困难也要自主设计芯片。而芯片如果能够设计出或者是协助厂商设计出客户需要的产品,也不失为一种好的选择。而这种模式就有别于传统的产业链模式,就要求芯片厂商及时调整自己的定位。

以需求来驱动设计,用设计来满足需求。国内芯片厂商需要明白,现在的市场已经逐渐从芯片厂商主导,转换为了终端产品主导。芯片厂商的定位也从产品提供商向服务提供商转变。只有掌握趋势,才能掌握市场,把控未来!

文/半导体行业观察 刘燚

今天是《半导体行业观察》为您分享的第1430期内容,欢迎关注。

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