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华为海思之后,谁来扛起国产SoC的大旗?

芯锂话

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· 1月21日

潜力更大的物联网和车联网市场,才是中国SoC芯片真正崛起的机会。

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华为海思之后,谁来扛起国产SoC的大旗?

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图片来源@视觉中国

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文 | 芯锂话

回溯汽车产业几十年发展史,MCU是需求数量最多、应用场景最广的芯片类型。

这种微控制器属于通用性产品,价格十分低廉,受到各大车企的青睐。正是基于这样的特点,MCU成为“缺芯潮”中最为短缺的芯片类型之一。

事实上,随着近年来物联网爆发式的发展,传统汽车智能化改造势在必行,传统通用MCU必须添加越来越多的外围组件才能实现所需的功能,这就使得MCU有了向SoC转向的雏形。在这种情况下,汽车通用MCU转向专用SoC的趋势越发显著。

SoC的诞生,即是为了在单独一个芯片上实现更为复杂的功能,它是在集成电路向集成系统转变的大方向下的产物。时至今日,随着电子器件体积越来越小,功能越来越复杂,对能耗要求越来越严苛,SoC已经成为IC产业未来的发展方向。

尤其是未来智能座舱和自动驾驶的趋势下,对处理器的功耗、集成度、性能等方面要求越来越高,SoC芯片所扮演的角色也就越发重要。

基于此,国产SoC的崛起就成为一个重要的议题。过去几年间,华为海思作为国产SoC的尖子生代表,在智能手机市场上展现出强大的竞争力。然而在华为被制裁之后,海思SoC芯片无法获得代工厂生产,华为海思市场份额锐减,发展基本陷入停滞状态。

华为海思之后,国产SoC将走向何方?谁将扛起国产SoC的大旗?

01 SoC的漫漫自主路

如今智能手机已经成为人类现代生活中必不可少的重要角色,其不仅能能够让我们随时与外界保持联系,而且也能够实现很多复杂的功能,这一切都归功于处理器功能的愈发强大。

苹果手机的A15芯片、近期上市的高通骁龙8 Gen 1、以及华为海思麒麟9000等都是手机处理器的代表。根本上讲,这些知名的处理器就是SoC芯片。

在SoC芯片中,手机芯片受到的关注最多,也最为考验芯片设计能力,可谓是消费电子芯片的王冠。

SoC这个名字看似很高大上,其实生活中到处都会用到它,平板电脑、无线蓝牙耳机、蓝牙音箱、扫地机器人、智能摄像头、电视机顶盒等产品上,均有应用不同规格、不同功能的SoC芯片。

严格意义讲,SoC芯片,其实是一类芯片的总称,其全称是System on Chip,也就是系统级芯片。顾名思义,就是在一块芯片上集成一整个信息处理系统。

一般而言,SoC其上面集成CPU、GPU、RAM、ADC/DAC、Modem、高速DSP等各个功能模块,部分SoC上还集成了电源管理模块、各种外部设备的控制模块等。

智能手机芯片集成的功能模块最多。

以华为海思麒麟9000为例,有8核心设计的CPU、24核心Mali-G78的GPU、自研达芬奇架构3核NPU,同时集成巴龙5000 5G基带、ISP 6.0、安全模块等,支持LPDDR5/4X内存和UFS闪存,支持HiFi音质、4K HDR视频、蓝牙、WI-FI等。

在华为海思引领下,国产SoC实现了巨大的进步。尽管如此,在SoC芯片领域,国产企业想要实现全自主知识产权,十分困难。

究其原因在于想要生产SoC芯片,就很难绕过CPU的底层指令集。这些指令集属于知识产权,也被称为IP核。

IP核,就是集成电路设计行业中已经验证、可重复利用、具有某种确定功能的芯片设计模块。

以消费电子来说,其CPU和GPU这两个关键模块是基于ARM架构,芯片企业在设计时就需要获得ARM公司的IP授权。

目前,CPU这个关键模块的IP核,由ARM、英特尔和Imagination 等少数几家国际巨头企业主导。

但这也并不意味着我们没有自主知识产权的SoC芯片,专注桌面SoC的龙芯、嵌入式SoC芯片及系统集成供应商欧比特,都研发出具有自主知识产权的SoC芯片产品,在国防军工领域发挥较大作用。

近年来,随着芯片自主呼声骤起,开源指令集架构RISC-V也开始在国内受到巨大关注。

整体而言,国产SoC企业距离国际巨头们尚有较大差距。尤其是在华为被制裁之后,国产SoC企业进阶之路将更加漫长。

02 紫光展锐:智能手机SoC独苗

在此之前,华为海思一直是国产SoC领域无可置疑的领军者。巅峰时期,华为海思SoC在国内的市场份额一度超过高通和联发科,登顶第一。

但在美国制裁之后,各个晶圆代工厂均被禁止为华为芯片代工,致使在目前的华为智能手机上,只能搭载此前自己设计的麒麟SoC存货,或者搭载被阉割5G功能的高通芯片,市场份额大幅缩水。

以CINNO Research发布的11月中国智能手机SoC研究报告来看,联发科和高通位居前两名,出货量分别为860万颗和840万颗,苹果紧随其后,出货量670万颗,而华为海思出货量仅110万颗,和紫光展锐分居第四和第五名。

同比来看,华为海思SoC出货量锐减83.2%,可见美国制裁对华为带来的巨大负面影响。时至今日,美国对华为的制裁仍未看到松动的迹象,华为SoC芯片只能依然靠存货支撑,几乎处于停滞状态。

趁着华为SoC芯片陷入停滞状态,高通、苹果等企业迅速瓜分了华为海思让出的市场份额,如今国产智能手机SoC领域仅剩下紫光展锐一棵“独苗”。

展锐以做GSM开始起家,在2G、3G、4G时代一直处于跟随状态,而到5G时代,展锐春藤已经成为除台湾联发科和华为海思巴龙之外,唯一的国产5G基带芯片。近年来,随着前华为系高管的加入,展锐在智能手机SoC上发展迅速,取得了一定成绩。

去年年末,紫光展锐以“人民的5G”为主题发布了第二代5G芯片展锐唐古拉T770和唐古拉T760,并实现客户产品量产。

目前来说,中国电信天翼一号2022款将首发唐古拉T770,中兴旗下某款 5G 机型将会首发唐古拉 T760。除此之外,中兴、荣耀、海信、摩托罗拉、传音等手机企业,也是紫光展锐SoC芯片客户。

从数据来看,唐古拉T770在性能上距离高通、三星、苹果、海思麒麟以及联发科的高端SoC芯片尚有较大差距,但在一众国产手机品牌支持下,紫光展锐SoC芯片产品在中低端5G智能手机市场,或将实现一定的突破。

但无论是华为海思还是紫光展锐,虽然主打智能手机SoC,实则在AIoT领域都有更强的影响力。如海思在安防SoC领域堪称龙头,并已布局汽车SoC市场。而展锐的产品布局也覆盖了智能手表、蓝牙耳机、物联网等多个领域,这些细分市场正是国产SoC芯片市场竞争力最为凸显的领域。

在智能手机SoC领域,展锐可谓是国产独苗。但在智能手机之外,随着AIoT时代的到来,国产SoC正在迎来百花齐放的契机。

03 国产SoC已经登上AIoT的时代舞台

前面提到,SoC在TWS耳机、智能音箱、扫地机器人等领域均有广泛应用。

从市场应用看, 国产SoC企业在各个细分行业已经形成了一定竞争力。

海思和展锐之后,瑞芯微、晶晨股份、全志科技、北京君正基本处于国产SoC企业第二梯队,其中瑞芯微研发实力较强,产品应用于平板电脑、Chromebook、机顶盒、安防领域等;晶晨股份获得小米和TCL入股,是国内智能电视SoC龙头;全志科技在扫地机器人领域有较强竞争力,基于RISC-V指令集也推出了一系列产品,但整体应用场景更为分散。

在细分市场上,2016年以来,随着苹果AirPods的面世,TWS蓝牙耳机已经成为智能设备中增长最快的领域,是目前销量仅次于手机的智能设备,也是智能可穿戴产品中首个过亿单品。

在TWS蓝牙耳机SoC市场上,苹果和华为自研SoC不对外出售,第三方生产商有高通、联发科旗下络达、恒玄科技、珠海杰理、博通集成、中科蓝讯等。

其中恒玄科技是国产TWS蓝牙耳机SoC龙头,聚焦于知名品牌客户,技术指标已达行业先进水平,产品已进入华为、小米、OPPO、三星等主流手机品牌商供应链。

除恒玄科技外,国产TWS蓝牙耳机SoC厂商中,珠海杰理科技营收规模较大,中科蓝汛以白牌产品为主,近年来积极拓展品牌客户;炬芯科技实际控制人为台企瑞昱半导体,整体营收规模较小。

除此之外,在智能音箱、智能手表、健康监测产品、商业显示等领域,均有一系列国产SoC产品代表。但整体而言,SoC产品依赖于具体的细分行业,由此可能导致企业业绩不稳定性增加。

如全志科技,曾经凭借R16芯片在智能音箱市场上竞争力十足,但随着智能音箱市场饱和,其业绩大幅下滑;又如瑞芯微,近年来伴随着平板电脑出货量下降,其营收水平也逐年减少。

目前,虽然消费电子市场前景依然十分美好,但无论是智能手表还是TWS蓝牙耳机这些明星细分行业,同样伴随着这样的风险,消费电子SoC企业必须未雨绸缪,及早布局下一个风口。

毫无疑问,智能汽车将是国产SoC竞争的下一个风口。但截止目前,布局车载市场的传统SoC企业相对较少,仅全志科技、瑞芯微等企业推出了车载SoC产品。

此外,在这个市场上,迎来了一批新玩家,如地平线、黑芝麻为代表的智能驾驶企业、韦尔股份旗下豪威集团、以及以吉利为代表的自主车企、以及一大批半导体创业企业等。

可以看到,在华为海思之后,目前展锐的SoC芯片竞争力最强,但尚不足以完全扛起国产SoC这杆大旗,国产SoC企业任重而道远。但在潜力更大的物联网和车联网市场上,全面布局的中国企业中或将有黑马脱颖而出,这才是中国SoC芯片真正崛起的机会。

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