三駕馬車(chē)拉動(dòng)移動(dòng)芯片向前

　　指令的強弱是衡量CPU性能的重要指標，從現階段的主流體系結構看，指令集可分為復雜指令集(CISC)和精簡(jiǎn)指令集(RISC)兩部分，代表架構分別是X86、ARM和MIPS，其中CISC體系主要用于服務(wù)器、PC、網(wǎng)絡(luò )設備等高性能處理器CPU，RISC體系多用于非X86陣營(yíng)的高性能微處理器CPU。

　　ARM架構成為新興霸主

　　隨著(zhù)全球芯片消費市場(chǎng)向移動(dòng)化遷移的趨勢愈加明顯，ARM的領(lǐng)先優(yōu)勢不斷增強并逐步成為新興霸主。近幾年來(lái)，ARM授權合作企業(yè)規模和芯片出貨量持續高速增長(cháng)，截至2014年第一季度，ARM授權企業(yè)規模達到1100家，單季度出貨達到30億顆，同比增長(cháng)20%以上，在移動(dòng)市場(chǎng)占比高達95%。當前智能手機、平板電腦芯片的大多數供應商，如高通、MTK、蘋(píng)果、博通、三星、全志、瑞芯微等，均基于A(yíng)RM技術(shù)構架開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。2014年第一季度，通信基帶芯片市場(chǎng)規模達到47億美元，同比增長(cháng)2.5%，高通以66%的份額占據主導地位，MTK與展訊分別以15%和5%的份額緊隨其后;應用處理芯片出貨3.32億片，同比增長(cháng)25%，其中高通、蘋(píng)果、MTK分別以53%、16%和13%的份額排名前三。

　　移動(dòng)SoC整合優(yōu)勢已成為ARM陣營(yíng)芯片廠(chǎng)商攻城略地的利器，所有不順應發(fā)展趨勢的芯片企業(yè)都將逐步被淘汰。移動(dòng)SoC 將組合芯片的整合度提升至一個(gè)新的水準，使其成為一款結合移動(dòng)基頻、應用處理器與無(wú)線(xiàn)連接等更多功能的單芯片，有效降低了移動(dòng)智能終端的開(kāi)發(fā)成本和周期，已成為主流的芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方式。移動(dòng)SoC設計是性能、功耗、穩定性、工藝等多方面的平衡，當前正持續向更高集成度演進(jìn)，芯片封裝調試難度也在不斷加大。高通和MTK受益于在技術(shù)和應用上的成功“卡位”，及早實(shí)現了基帶、處理器、RF、PMU的SoC高度集成和套片整合，占據了生態(tài)系統的制高點(diǎn)。2014年第三季度，高通、MTK分別占據全球移動(dòng)SoC市場(chǎng)的42%和23%，其他移動(dòng)芯片商除三星、蘋(píng)果自給自足外，生存狀況日益惡化。隨著(zhù)STE、博通等相繼退出主控芯片的競爭，預計未來(lái)整個(gè)移動(dòng)芯片市場(chǎng)競爭將進(jìn)一步集中。

　　ARM借由低功耗優(yōu)勢快速切入新興可穿戴市場(chǎng)，以多設備協(xié)同加速生態(tài)圈構建。ARM架構處理器因其低功耗優(yōu)勢不僅廣泛根植于傳統嵌入式應用領(lǐng)域，更是當下國際主流知名可穿戴產(chǎn)品的首選。在傳統設備領(lǐng)域，ARM Cortex-M系列產(chǎn)品在全球有40多個(gè)合作伙伴，應用場(chǎng)景包括智能測量、人機接口設備、汽車(chē)和工業(yè)控制系統、大型家用電器、消費性產(chǎn)品和醫療器械等。在移動(dòng)可穿戴領(lǐng)域，ARM依舊占據主導，目前主要應用場(chǎng)景包括智能眼鏡、智能手表和智能腕帶三類(lèi)產(chǎn)品，且知名產(chǎn)品居多，如谷歌眼鏡、Pebble智能手表、Fitbit等。此外，ARM還積極建設開(kāi)源mbed物聯(lián)網(wǎng)芯片開(kāi)發(fā)平臺，助力可穿戴與智能機、云端協(xié)同工作，突破數據存儲、計算瓶頸。mbed提供免費開(kāi)發(fā)工具和基礎開(kāi)源軟硬件元件，幫助快速開(kāi)發(fā)基于A(yíng)RM架構的創(chuàng )新設備，同時(shí)將連接器、傳感器、云端服務(wù)軟件組件和開(kāi)發(fā)工具加以整合，打造動(dòng)態(tài)合作的生態(tài)系統。ARM還與Wi-Fi、藍牙、ZigBee等無(wú)線(xiàn)通信組織密切合作，確保mbed平臺涵蓋最新的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。

　　ARM積極聯(lián)合多方力量推動(dòng)服務(wù)器定制化、個(gè)性化發(fā)展，發(fā)力云計算低功耗服務(wù)器芯片市場(chǎng)，但受限于效能、軟件系統兼容、整體成本與完整解決方案等，短期內難以突圍。英特爾由上至下進(jìn)入低功耗服務(wù)器市場(chǎng)，先后推出Atom S1200系列數據中心SoC平臺、Avoton平臺，提供更高的能效比;ARM則由下至上進(jìn)入，聯(lián)合AMD、Marvell、高通等多家廠(chǎng)商研發(fā)ARM架構服務(wù)器芯片，其價(jià)格、功耗分別是英特爾的10%和50%。但受制于產(chǎn)業(yè)配套差距，Calxeda由先驅變成先烈，三星、英偉達相繼放棄，高通則將戰略重點(diǎn)轉向整合手機、平板、PC、服務(wù)器、云端軟件及各式創(chuàng )新技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)芯片大市場(chǎng)。

　　MIPS架構搶占可穿戴市場(chǎng)

　　MIPS長(cháng)期耕耘數字家庭產(chǎn)品市場(chǎng)，錯失了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展先機。MIPS允許芯片商對架構進(jìn)行自由更改，授權模式相較ARM更為開(kāi)放靈活，但“學(xué)院派”基因使得MIPS商業(yè)化運作能力偏弱，從而錯過(guò)了移動(dòng)智能終端市場(chǎng)的爆發(fā)期。經(jīng)歷收購轉型之后，MIPS憑借高端的proAptiv、多線(xiàn)程的interAptiv 和緊湊高效的microAptiv微處理器產(chǎn)品發(fā)力家庭娛樂(lè )、網(wǎng)絡(luò )、移動(dòng)和嵌入式應用市場(chǎng)。與ARMCortex-A、Cortex-R和Cortex-M系列展開(kāi)直面交鋒。但事實(shí)證明，MIPS憑借其新品來(lái)撬動(dòng)ARM移動(dòng)智能手機、平板電腦市場(chǎng)龐大的生態(tài)體系面臨極大的挑戰，如TCL等廠(chǎng)商推出的MIPS架構智能手機基本宣告失敗。

　　MIPS占據智能手表發(fā)展先機，加速向健康醫療和健身設備拓展。Imagination作為Android Wear生態(tài)唯一的IP供應商，使得MIPS架構在智能手表領(lǐng)域占據了主動(dòng)，隨著(zhù)更多芯片商的加盟，醫療健康和健身設備也將成為發(fā)力重點(diǎn)。目前，Imagination已將旗下MIPS、PowerVR、Ensigma

　　(RPU)等核心技術(shù)產(chǎn)品列入Android Wear生態(tài)，并聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界多方力量推出基于MIPS核心的參考設計方案及各種硬體平臺，加速可穿戴產(chǎn)品上市。Newton平臺作為典型代表已成功應用于智器和果殼智能手表，由于整合了溫濕度、心電傳感等器件，未來(lái)該平臺將廣泛應用于各類(lèi)健康醫療、健身等產(chǎn)品設計。此外，Imagination還授權印度初創(chuàng )公司Ineda研發(fā)低功耗系統級芯片，提供行業(yè)領(lǐng)先功率和能源效率。Ineda使用PowerVR圖像處理核心和MIPS主處理器架構研制可穿戴處理單元芯片，其Dhanush WPU系列包括4款針對不同產(chǎn)品市場(chǎng)的型號，芯片采用自主研發(fā)的“分層計算架構”，最低級別芯片針對的是手鐲等簡(jiǎn)單的可穿戴設備，高端芯片針對的是Android平臺的智能手表等設備，電池續航能力可達到30天以上。2014年4月，Ineda可穿戴芯片公司獲高通三星1700萬(wàn)美元的投資，發(fā)展前景廣闊。

　　X86架構面向新興市場(chǎng)轉型

　　英特爾是PC和企業(yè)級處理器市場(chǎng)的王者，當前正努力向移動(dòng)智能終端市場(chǎng)延伸滲透。Intel在過(guò)去幾十年里，一直主導高利潤率的個(gè)人PC及企業(yè)市場(chǎng)處理器的生產(chǎn)制造，也正是豐厚的毛利率使得Intel持續付出高昂的代價(jià)研發(fā)下一代處理器技術(shù)和生產(chǎn)線(xiàn)制程，從而保持領(lǐng)先競爭對手至少一個(gè)代際的技術(shù)優(yōu)勢。

　　進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，一片處理器僅售幾美元，利潤率微薄，英特爾“高研發(fā)、高毛利相互驅動(dòng)”的商業(yè)模式無(wú)法維持，布局移動(dòng)芯片缺乏核心利益驅動(dòng)，導致低功耗、低單價(jià)的Atom處理器在技術(shù)工藝上始終比最先進(jìn)的Core處理器落后一兩代。此外，移動(dòng)SoC市場(chǎng)公司之間的合作模式也不適合Intel，為了節省制造成本和降低功耗，移動(dòng)SoC經(jīng)常需要將多廠(chǎng)商IP塊集成到一片上，這對英特爾架構授權模式提出嚴峻的挑戰。而ARM設計和生產(chǎn)是分離的，設計的IP塊可以單獨授權給各廠(chǎng)商自行定制整合，制造采用比較成熟的生產(chǎn)線(xiàn)，成本低、可選廠(chǎng)家多。種種原因使得英特爾X86在移動(dòng)芯片市場(chǎng)徹底失利，以至于近兩年不得不通過(guò)加大資金補貼和技術(shù)支持力度來(lái)維系客戶(hù)、拓展市場(chǎng)。從2013年至今，英特爾在移動(dòng)芯片市場(chǎng)累計虧損近70億美元，對大陸白牌X86平板補貼金額高達50美元/臺，預計2014年英特爾在平板電腦芯片市場(chǎng)出貨4000萬(wàn)片，占據20%的份額。

　　X86面向新興市場(chǎng)改變業(yè)務(wù)模式，支持個(gè)性化設計和第三方集成?？淇颂幚砥髦饕嫦蛑悄苁直?、智能家居等小型可穿戴和智能物聯(lián)設備，其尺寸、功耗分別是凌動(dòng)的五分之一和十分之一，該產(chǎn)品使英特爾的觸角得以延伸，進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴等細分市場(chǎng)。此外，英特爾還推出了Edison平臺，基于高集成度全功能設計降低開(kāi)發(fā)難度，配備雙核Quark SOC芯片，并集成閃存、藍牙模塊、WiFi模塊，支持各種可擴展的I/O。商業(yè)模式方面，夸克也逐步實(shí)施開(kāi)放戰略，通過(guò)個(gè)性化設計和定制化服務(wù)滿(mǎn)足電子產(chǎn)品差異化發(fā)展。首先是設計從被動(dòng)選擇到自主合成，以凌動(dòng)處理器為例，只能使用選定的圖形處理單元和片上系統元件，增加額外功能則需增加單獨的芯片;而夸克芯片則允許客戶(hù)集成自己的功能模塊，如整機和系統商可在芯片中增加加強通信方面的指令模塊等。其次是制造從垂直集成到第三方代工，夸克選用32nm成熟工藝設計，打破以往的設計制造一體化模式，允許客戶(hù)自主選擇第三方代工。