手機廠商“芯”事重重

張心怡

近日，有消息稱聯(lián)發(fā)科無線通訊事業(yè)部總經(jīng)理加入OPPO，在手機芯片部門任職，引起外界對于OPPO手機芯片研發(fā)力度和進度的探討?！霸煨尽笔羌夹g(shù)、人才、資金密集型產(chǎn)業(yè)，卻擋不住手機廠商接連“跳坑”的決心。無論是全球出貨量位居前列的三星、蘋果，還是國內(nèi)的“華米OV”，都在推進移動芯片的自研或合作研發(fā)。手機廠商為何“芯”事重重？“造芯”的主要難點在哪里，又將為手機廠商帶來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(jù)國家企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)，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(shè)計并銷售高性能、低功耗的超大規(guī)模集成電路芯片、IP以及嵌入式系統(tǒng)。同年12月16日，OPPO出資300萬元成立了上海瑾盛通信科技。2018年9月，瑾盛通信在經(jīng)營范圍增加了集成電路芯片設(shè)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(dǎo)體公司并成立一家從事通信技術(shù)和芯片設(shè)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(quán)局申請商標(biāo)“OPPO M1”，注冊類別為手機芯片及多核處理器芯片。后來OPPO向媒體回應(yīng)稱M1是一款在研協(xié)處理器。在1個月后的OPPO未來科技大會上，陳明永表示未來三年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(tǒng)能力。今年2月，OPPO在內(nèi)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)域的專利布局，且保持了較快的專利增長速度。據(jù)日本技術(shù)貿(mào)易株式會社統(tǒng)計，截至5月17日，OPPO在全球5G標(biāo)準(zhǔn)專利族聲明者中排名第九，5G標(biāo)準(zhǔn)專利族聲明量已經(jīng)達到980族，而不足半年前，這一數(shù)字還只有647。對5G標(biāo)準(zhǔn)的參與和專利布局，將為OPPO在5G時代的“造芯”計劃帶來更多的主動權(quán)。

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

集邦咨詢分析師姚嘉洋指出，無論是華為、三星或是蘋果，都在自有處理器的開發(fā)上，花費了至少七八年的時間才有今天的成果，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，購人相關(guān)的硅智財與EDA工具。若沒有決心投入至少三至五年左右的時間，恐怕投入的成本無法有效回收，這對于公司經(jīng)營是不小的負(fù)擔(dān)。

業(yè)內(nèi)專家向記者表示，資金不是自研芯片最關(guān)鍵的問題，技術(shù)、專業(yè)人才、完備有效的網(wǎng)絡(luò)和儀表調(diào)測支持才是關(guān)鍵要素。

“OPPO造芯有利于國內(nèi)人才培養(yǎng)，是一件好事。從工程角度，在有效的市場時間窗口內(nèi)，做出真正穩(wěn)定可靠，足以支持其手機穩(wěn)定商用的量產(chǎn)芯片，難度不小，先致以祝福?！痹搶＜蚁蛴浾弑硎?。

手機芯片設(shè)計到底難在哪兒

手機廠商自研芯片以芯片設(shè)計為主。在很長一段時間，都有觀點認(rèn)為芯片設(shè)計相對晶圓制造并沒有那么困難，尤其在市面上已經(jīng)有一些成熟的IP或架構(gòu)可以采納的情況下。對此，業(yè)內(nèi)專家向記者表示，因為Fabless不涉及芯片的制造和封裝測試，就認(rèn)為設(shè)計難度不大或門檻不高，是非常錯誤的。

“同樣是蜂窩移動通信芯片的設(shè)計，有的芯片可以賣200多美元，如高通最新的5nm SG多模手機芯片，有的只能賣幾十個美分，如NB-IoT芯片。這和設(shè)計復(fù)雜度強相關(guān)，而且難度是非線性增加的。”該專家向記者表示。

專家指出，計算類芯片相對容易，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(shè)計，大多數(shù)情況下，芯片設(shè)計方買來IP和參考設(shè)計，像搭建樂高一樣組合起來形成產(chǎn)品，通過優(yōu)化力度形成性能差異。但無線通信類芯片的最大難度在于通信物理層和協(xié)議棧的設(shè)計，要做到功能完備，性能完善，與所有網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)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(fù)雜的設(shè)計和測試驗證，包括海量的實驗室測試和外場測試，產(chǎn)品穩(wěn)定周期多以年來計。

“對應(yīng)的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其文本大多只規(guī)定所要實現(xiàn)的結(jié)果和狀態(tài)，但對于實現(xiàn)方法和細(xì)節(jié)缺乏指引，‘know how才是通信類芯片企業(yè)的核心競爭力與價值所在，也是新人局者最大的門檻所在?！痹搶＜抑赋?。

在5G時代，先進制程和SoC越來越成為旗艦手機的標(biāo)配。一方面，先進制程讓手機可以集成更多功能，也提升了設(shè)計和驗證的復(fù)雜度;另一方面，SoC對于芯片設(shè)計的模塊集成和系統(tǒng)整合能力提出要求。同時，5G手機基帶要對3G、4G進行兼容，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，更重要的是專利問題。像CDMA專利絕大多數(shù)被高通把持，所以設(shè)計芯片就需要獲得高通授權(quán)，能設(shè)計全網(wǎng)通芯片的企業(yè)只有高通、海思、三星和被授權(quán)的聯(lián)發(fā)科等少數(shù)幾家企業(yè)。手機廠商要造芯成功，要解決專利問題，要有強大的研發(fā)團隊，不斷積累自己的專利?！辟惖项檰柛呒壏治鰩焻诬春葡蛴浾弑硎尽?/p>

手機廠商為何“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，手機廠商還是接連“跳坑”？其實，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。當(dāng)前手機出貨量壘球排名前三的三星、華為、蘋果，都具備手機芯片甚至基帶芯片的自研能力。

簡單來說，自研芯片能帶給手機廠商多方面的利好。一是提升品牌溢價能力;二是能夠通過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(shù)領(lǐng)域?qū)ふ也町惢u點，這對于已經(jīng)呈現(xiàn)紅海競爭的智能手機領(lǐng)域來說并非長久之計;三是能夠更自由地安排上市時間，不需要根據(jù)芯片廠商的量產(chǎn)時間、產(chǎn)品路線來規(guī)劃自己的產(chǎn)品，更好地占據(jù)市場主動權(quán)。

在芯片自研上，手機廠商可謂幾家歡樂幾家愁。三星憑借IDMF商模式保障了芯片自研能力，而蘋果、華為則通過提早布局、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(wěn)腳跟。

蘋果在20世紀(jì)90年代就開始了對芯片研發(fā)的投資，并與Acom、VLSI共同成立ARM，為掌上電腦Newton開發(fā)計算平臺。2008年，蘋果在前三代iPhone產(chǎn)品采用定制化芯片的基礎(chǔ)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(shè)備出身，在通信領(lǐng)域有著深厚的專利積累，且在2003年左右進軍手機市場，2004年左右就啟動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，蘋果、華為的自研芯片不僅在性能、功耗、制程上滿足市場需求，還通過首創(chuàng)性技術(shù)形成了差異化競爭能力——例如蘋果在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(nèi)置NPU的AI處理器麒麟970——在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對移動芯片的引領(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，這款芯片并沒有覆蓋小米的其他機型，后續(xù)版本也反復(fù)跳票，至今未能推出。從定位來看，澎湃S1采用28nm制程，同年推出的蘋果A11、麒麟970已經(jīng)用上iOnm，澎湃S1并沒有瞄準(zhǔn)高端市場。但在中低端市場，僅小米5c一款機型的銷量，難以收回芯片研發(fā)成本，也不符合中低端機型薄利多銷的策略。隨著小米的發(fā)展戰(zhàn)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半導(dǎo)體，從事AIoT芯片研發(fā)。近日，有消息稱小米將于聯(lián)發(fā)科合作定制芯片，而此前vivo也曾與三星合作研發(fā)Eynos980，Vivo基于終端消費者的用戶需求數(shù)據(jù)，可以在芯片設(shè)計階段就反饋給三星，對芯片進行優(yōu)化。據(jù)悉，雙方的合作研發(fā)讓芯片的上市時間縮短了2-3個月。

合作研發(fā)能在一定程度上加快產(chǎn)品上市時間，并在芯片設(shè)計階段反應(yīng)手機廠商的需求，但依然對手機廠商的人才、研發(fā)投入提出要求。Vivo芯片技術(shù)規(guī)劃中心高級總監(jiān)李浩榮表示，在與三星的合作中，Vivo投入了500多名專業(yè)研發(fā)工程師，歷時10個月，將積累的超過400個功能特性無形資產(chǎn)補充到了三星平臺?？梢哉f，“造芯”沒有捷徑，無論自研還是合作定制，人才、研發(fā)、資金都是入行的硬指標(biāo)。手機廠商有“跳坑”的勇氣已經(jīng)不易，但更重要的是如何保持長期的持續(xù)性投入，真正取得突破性進展，讓“造芯”從“深坑”變成手機廠商站得更高、走得更遠(yuǎn)的墊腳石。