手機廠(chǎng)商“芯”事重重

近日，有消息稱(chēng)聯(lián)發(fā)科無(wú)線(xiàn)通訊事業(yè)部總經(jīng)理加入OPPO，在手機芯片部門(mén)任職，引起外界對于OPPO手機芯片研發(fā)力度和進(jìn)度的探討?！霸煨尽笔羌夹g(shù)、人才、資金密集型產(chǎn)業(yè)，卻擋不住手機廠(chǎng)商接連“跳坑”的決心。無(wú)論是全球出貨量位居前列的三星、蘋(píng)果，還是國內的“華米OV”，都在推進(jìn)移動(dòng)芯片的自研或合作研發(fā)。手機廠(chǎng)商為何“芯”事重重？“造芯”的主要難點(diǎn)在哪里，又將為手機廠(chǎng)商帶來(lái)哪些值得付出高額人力物力的利好？

OPPO踏入“馬里亞納”

OPPO引起外界對于自研芯片的猜測，可以追溯到2017年。根據國家企業(yè)信用信息公示系統，2017年11月，OPPO創(chuàng )始人及CEO陳明永成為雄立科技投資人，而雄立科技的核心業(yè)務(wù)是設計并銷(xiāo)售高性能、低功耗的超大規模集成電路芯片、IP以及嵌入式系統。同年12月16日，OPPO出資300萬(wàn)元成立了上海瑾盛通信科技。2018年9月，瑾盛通信在經(jīng)營(yíng)范圍增加了集成電路芯片設計及服務(wù)等項目。由于2017年小米發(fā)布了澎湃S1，OPPO投資半導體公司并成立一家從事通信技術(shù)和芯片設計的企業(yè)，也被視為將競爭能力向上游延伸的信號。

2019年，OPPO在歐盟知識產(chǎn)權局申請商標“OPPO M1”，注冊類(lèi)別為手機芯片及多核處理器芯片。后來(lái)OPPO向媒體回應稱(chēng)M1是一款在研協(xié)處理器。在1個(gè)月后的OPPO未來(lái)科技大會(huì )上，陳明永表示未來(lái)三年OPPO總研發(fā)投入將達500億元，主要關(guān)注前沿技術(shù)，包括底層硬件核心技術(shù)以及軟件工程和系統能力。今年2月，OPPO在內部文章中，宣布了芯片研發(fā)計劃“馬里亞納”。

值得注意的是，OPPO還積極參與了5G領(lǐng)域的專(zhuān)利布局，且保持了較快的專(zhuān)利增長(cháng)速度。據日本技術(shù)貿易株式會(huì )社統計，截至5月17日，OPPO在全球5G標準專(zhuān)利族聲明者中排名第九，5G標準專(zhuān)利族聲明量已經(jīng)達到980族，而不足半年前，這一數字還只有647。對5G標準的參與和專(zhuān)利布局，將為OPPO在5G時(shí)代的“造芯”計劃帶來(lái)更多的主動(dòng)權。

馬里亞納海溝的最深處是已知海洋的最深處，這樣一個(gè)“深不見(jiàn)底”的命名，多少傳達出OPPO對于自研芯片周期之長(cháng)、難度之大的估量。

集邦咨詢(xún)分析師姚嘉洋指出，無(wú)論是華為、三星或是蘋(píng)果，都在自有處理器的開(kāi)發(fā)上，花費了至少七八年的時(shí)間才有今天的成果，所耗費的人力、資金與物力十分驚人。OPPO若要組建一支手機處理器研發(fā)團隊，恐怕需要五六百人以上的研發(fā)團隊，購入相關(guān)的硅智財與EDA工具。若沒(méi)有決心投入至少三至五年左右的時(shí)間，恐怕投入的成本無(wú)法有效回收，這對于公司經(jīng)營(yíng)是不小的負擔。

業(yè)內專(zhuān)家向記者表示，資金不是自研芯片最關(guān)鍵的問(wèn)題，技術(shù)、專(zhuān)業(yè)人才、完備有效的網(wǎng)絡(luò )和儀表調測支持才是關(guān)鍵要素。

“OPPO造芯有利于國內人才培養，是一件好事。從工程角度，在有效的市場(chǎng)時(shí)間窗口內，做出真正穩定可靠，足以支持其手機穩定商用的量產(chǎn)芯片，難度不小，先致以祝福?！痹搶?zhuān)家向記者表示。

手機芯片設計到底難在哪兒

手機廠(chǎng)商自研芯片以芯片設計為主。在很長(cháng)一段時(shí)間，都有觀(guān)點(diǎn)認為芯片設計相對晶圓制造并沒(méi)有那么困難，尤其在市面上已經(jīng)有一些成熟的IP或架構可以采納的情況下。對此，業(yè)內專(zhuān)家向記者表示，因為Fabless不涉及芯片的制造和封裝測試，就認為設計難度不大或門(mén)檻不高，是非常錯誤的。

“同樣是蜂窩移動(dòng)通信芯片的設計，有的芯片可以賣(mài)200多美元，如高通最新的5nm 5G多模手機芯片，有的只能賣(mài)幾十個(gè)美分，如NB-IoT芯片。這和設計復雜度強相關(guān)，而且難度是非線(xiàn)性增加的?！痹搶?zhuān)家向記者表示。

專(zhuān)家指出，計算類(lèi)芯片相對容易，但僅僅是相對，因為ARM等公司已經(jīng)有了成熟的IP和參考設計，大多數情況下，芯片設計方買(mǎi)來(lái)IP和參考設計，像搭建樂(lè )高一樣組合起來(lái)形成產(chǎn)品，通過(guò)優(yōu)化力度形成性能差異。但無(wú)線(xiàn)通信類(lèi)芯片的最大難度在于通信物理層和協(xié)議棧的設計，要做到功能完備，性能完善，與所有網(wǎng)絡(luò )側設備的互聯(lián)互通一致性，以及與其他芯片平臺終端的良好互通，需要極其復雜的設計和測試驗證，包括海量的實(shí)驗室測試和外場(chǎng)測試，產(chǎn)品穩定周期多以年來(lái)計。

“對應的通信技術(shù)標準，其文本大多只規定所要實(shí)現的結果和狀態(tài)，但對于實(shí)現方法和細節缺乏指引，‘know how’才是通信類(lèi)芯片企業(yè)的核心競爭力與價(jià)值所在，也是新入局者最大的門(mén)檻所在?！痹搶?zhuān)家指出。

在5G時(shí)代，先進(jìn)制程和SoC越來(lái)越成為旗艦手機的標配。一方面，先進(jìn)制程讓手機可以集成更多功能，也提升了設計和驗證的復雜度；另一方面，SoC對于芯片設計的模塊集成和系統整合能力提出要求。同時(shí)，5G手機基帶要對3G、4G進(jìn)行兼容，要形成競爭優(yōu)勢，還要與自家手機產(chǎn)品的軟件生態(tài)進(jìn)行適配，性能、功耗上也不能落后于主流芯片，可謂困難重重。

“基帶芯片技術(shù)難度大，更重要的是專(zhuān)利問(wèn)題。像CDMA專(zhuān)利絕大多數被高通把持，所以設計芯片就需要獲得高通授權，能設計全網(wǎng)通芯片的企業(yè)只有高通、海思、三星和被授權的聯(lián)發(fā)科等少數幾家企業(yè)。手機廠(chǎng)商要造芯成功，要解決專(zhuān)利問(wèn)題，要有強大的研發(fā)團隊，不斷積累自己的專(zhuān)利?！毙袠I(yè)分析師向記者表示。

手機廠(chǎng)商為何“偏向虎山行”

為什么明知手機芯片自研是一塊難啃的大骨頭，手機廠(chǎng)商還是接連“跳坑”？其實(shí)，從手機出貨量中不難看出，自研芯片已經(jīng)成為手機差異化競爭的亮點(diǎn)。當前手機出貨量全球排名前三的三星、華為、蘋(píng)果，都具備手機芯片甚至基帶芯片的自研能力。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，自研芯片能帶給手機廠(chǎng)商多方面的利好。一是提升品牌溢價(jià)能力；二是能夠通過(guò)軟硬件一體化提升手機性能，形成差異化能力，如果同一批上市的手機只能使用高通或聯(lián)發(fā)科的最新芯片，就只能在攝像、屏顯等少數領(lǐng)域尋找差異化賣(mài)點(diǎn)，這對于已經(jīng)呈現紅海競爭的智能手機領(lǐng)域來(lái)說(shuō)并非長(cháng)久之計；三是能夠更自由地安排上市時(shí)間，不需要根據芯片廠(chǎng)商的量產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)品路線(xiàn)來(lái)規劃自己的產(chǎn)品，更好地占據市場(chǎng)主動(dòng)權。

在芯片自研上，手機廠(chǎng)商可謂幾家歡樂(lè )幾家愁。三星憑借IDM廠(chǎng)商模式保障了芯片自研能力，而蘋(píng)果、華為則通過(guò)提早布局、多年研發(fā)、具備首創(chuàng )性技術(shù)等優(yōu)勢，在自研芯片站穩腳跟。

蘋(píng)果在20世紀90年代就開(kāi)始了對芯片研發(fā)的投資，并與Acorn、VLSI共同成立ARM，為掌上電腦Newton開(kāi)發(fā)計算平臺。2008年，蘋(píng)果在前三代iPhone產(chǎn)品采用定制化芯片的基礎上，成立了芯片自研團隊，在2010年推出首款自研SoC A4，之后保持了一年一代SoC的更迭速度。華為本身是做通信技術(shù)和通信設備出身，在通信領(lǐng)域有著(zhù)深厚的專(zhuān)利積累，且在2003年左右進(jìn)軍手機市場(chǎng)，2004年左右就啟動(dòng)了對手機芯片的研發(fā)，至2013年推出全球首款四核SoC，已經(jīng)有了九年左右的技術(shù)積累。

基于先發(fā)優(yōu)勢和多年的研發(fā)投入，蘋(píng)果、華為的自研芯片不僅在性能、功耗、制程上滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，還通過(guò)首創(chuàng )性技術(shù)形成了差異化競爭能力——例如蘋(píng)果在2013年率先推出了64位手機處理器A7，華為于2017年推出首款首款內置NPU的AI處理器麒麟970——在部分領(lǐng)域實(shí)現了對移動(dòng)芯片的引領(lǐng)。

小米旗下的松果電子也在2017年推出了自研處理器澎湃S1，并搭載在小米5C。但是，這款芯片并沒(méi)有覆蓋小米的其他機型，后續版本也反復跳票，至今未能推出。從定位來(lái)看，澎湃S1采用28nm制程，同年推出的蘋(píng)果A11、麒麟970已經(jīng)用上10nm，澎湃S1并沒(méi)有瞄準高端市場(chǎng)。但在中低端市場(chǎng)，僅小米5C一款機型的銷(xiāo)量，難以收回芯片研發(fā)成本，也不符合中低端機型薄利多銷(xiāo)的策略。隨著(zhù)小米的發(fā)展戰略從圍繞手機走向“手機+AIoT”雙核心，松果電子部分團隊也拆分組建為大魚(yú)半導體，從事AIoT芯片研發(fā)。近日，有消息稱(chēng)小米將于聯(lián)發(fā)科合作定制芯片，而此前Vivo也曾與三星合作研發(fā)Exynos 980，Vivo基于終端消費者的用戶(hù)需求數據，可以在芯片設計階段就反饋給三星，對芯片進(jìn)行優(yōu)化。據悉，雙方的合作研發(fā)讓芯片的上市時(shí)間縮短了2-3個(gè)月。

合作研發(fā)能在一定程度上加快產(chǎn)品上市時(shí)間，并在芯片設計階段反應手機廠(chǎng)商的需求，但依然對手機廠(chǎng)商的人才、研發(fā)投入提出要求。Vivo芯片技術(shù)規劃中心高級總監李浩榮表示，在與三星的合作中，Vivo投入了500多名專(zhuān)業(yè)研發(fā)工程師，歷時(shí)10個(gè)月，將積累的超過(guò)400個(gè)功能特性無(wú)形資產(chǎn)補充到了三星平臺?？梢哉f(shuō)，“造芯”沒(méi)有捷徑，無(wú)論自研還是合作定制，人才、研發(fā)、資金都是入行的硬指標。手機廠(chǎng)商有“跳坑”的勇氣已經(jīng)不易，但更重要的是如何保持長(cháng)期的持續性投入，真正取得突破性進(jìn)展，讓“造芯”從“深坑”變成手機廠(chǎng)商站得更高、走得更遠的墊腳石。