華為海思之後,誰來扛起國產SoC的大旗?

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文 | 芯鋰話

回溯汽車產業幾十年發展史,MCU是需求數量最多、應用場景最廣的晶片型別。

這種微控制器屬於通用性產品,價格十分低廉,受到各大車企的青睞。正是基於這樣的特點,MCU成為“缺芯潮”中最為短缺的晶片型別之一。

事實上,隨著近年來物聯網爆發式的發展,傳統汽車智慧化改造勢在必行,傳統通用MCU必須新增越來越多的外圍元件才能實現所需的功能,這就使得MCU有了向SoC轉向的雛形。在這種情況下,汽車通用MCU轉向專用SoC的趨勢越發顯著。

SoC的誕生,即是為了在單獨一個晶片上實現更為複雜的功能,它是在積體電路向整合系統轉變的大方向下的產物。時至今日,隨著電子器件體積越來越小,功能越來越複雜,對能耗要求越來越嚴苛,SoC已經成為IC產業未來的發展方向。

尤其是未來智慧座艙和自動駕駛的趨勢下,對處理器的功耗、整合度、效能等方面要求越來越高,SoC晶片所扮演的角色也就越發重要。

基於此,國產SoC的崛起就成為一個重要的議題。過去幾年間,華為海思作為國產SoC的尖子生代表,在智慧手機市場上展現出強大的競爭力。然而在華為被制裁之後,海思SoC晶片無法獲得代工廠生產,華為海思市場份額銳減,發展基本陷入停滯狀態。

華為海思之後,國產SoC將走向何方?誰將扛起國產SoC的大旗?

01 SoC的漫漫自主路

如今智慧手機已經成為人類現代生活中必不可少的重要角色,其不僅能能夠讓我們隨時與外界保持聯絡,而且也能夠實現很多複雜的功能,這一切都歸功於處理器功能的愈發強大。

蘋果手機的A15晶片、近期上市的高通驍龍8 Gen 1、以及華為海思麒麟9000等都是手機處理器的代表。根本上講,這些知名的處理器就是SoC晶片。

在SoC晶片中,手機晶片受到的關注最多,也最為考驗晶片設計能力,可謂是消費電子晶片的王冠。

SoC這個名字看似很高大上,其實生活中到處都會用到它,平板電腦、無線藍芽耳機、藍芽音箱、掃地機器人、智慧攝像頭、電視機頂盒等產品上,均有應用不同規格、不同功能的SoC晶片。

嚴格意義講,SoC晶片,其實是一類晶片的總稱,其全稱是System on Chip,也就是系統級晶片。顧名思義,就是在一塊晶片上整合一整個資訊處理系統。

一般而言,SoC其上面整合CPU、GPU、RAM、ADC/DAC、Modem、高速DSP等各個功能模組,部分SoC上還集成了電源管理模組、各種外部裝置的控制模組等。

智慧手機晶片整合的功能模組最多。

以華為海思麒麟9000為例,有8核心設計的CPU、24核心Mali-G78的GPU、自研達芬奇架構3核NPU,同時整合巴龍5000 5G基帶、ISP 6.0、安全模組等,支援LPDDR5/4X記憶體和UFS快閃記憶體,支援HiFi音質、4K HDR影片、藍芽、WI-FI等。

在華為海思引領下,國產SoC實現了巨大的進步。儘管如此,在SoC晶片領域,國產企業想要實現全自主智慧財產權,十分困難。

究其原因在於想要生產SoC晶片,就很難繞過CPU的底層指令集。這些指令集屬於智慧財產權,也被稱為IP核。

IP核,就是積體電路設計行業中已經驗證、可重複利用、具有某種確定功能的晶片設計模組。

以消費電子來說,其CPU和GPU這兩個關鍵模組是基於ARM架構,晶片企業在設計時就需要獲得ARM公司的IP授權。

目前,CPU這個關鍵模組的IP核,由ARM、英特爾和Imagination 等少數幾家國際巨頭企業主導。

但這也並不意味著我們沒有自主智慧財產權的SoC晶片,專注桌面SoC的龍芯、嵌入式SoC晶片及系統整合供應商歐位元,都研發出具有自主智慧財產權的SoC晶片產品,在國防軍工領域發揮較大作用。

近年來,隨著晶片自主呼聲驟起,開源指令集架構RISC-V也開始在國內受到巨大關注。

整體而言,國產SoC企業距離國際巨頭們尚有較大差距。尤其是在華為被制裁之後,國產SoC企業進階之路將更加漫長。

02 紫光展銳:智慧手機SoC獨苗

在此之前,華為海思一直是國產SoC領域無可置疑的領軍者。巔峰時期,華為海思SoC在國內的市場份額一度超過高通和聯發科,登頂第一。

但在美國製裁之後,各個晶圓代工廠均被禁止為華為晶片代工,致使在目前的華為智慧手機上,只能搭載此前自己設計的麒麟SoC存貨,或者搭載被閹割5G功能的高通晶片,市場份額大幅縮水。

以CINNO Research釋出的11月中國智慧手機SoC研究報告來看,聯發科和高通位居前兩名,出貨量分別為860萬顆和840萬顆,蘋果緊隨其後,出貨量670萬顆,而華為海思出貨量僅110萬顆,和紫光展銳分居第四和第五名。

同比來看,華為海思SoC出貨量銳減83.2%,可見美國製裁對華為帶來的巨大負面影響。時至今日,美國對華為的制裁仍未看到鬆動的跡象,華為SoC晶片只能依然靠存貨支撐,幾乎處於停滯狀態。

趁著華為SoC晶片陷入停滯狀態,高通、蘋果等企業迅速瓜分了華為海思讓出的市場份額,如今國產智慧手機SoC領域僅剩下紫光展銳一棵“獨苗”。

展銳以做GSM開始起家,在2G、3G、4G時代一直處於跟隨狀態,而到5G時代,展銳春藤已經成為除臺灣聯發科和華為海思巴龍之外,唯一的國產5G基帶晶片。近年來,隨著前華為系高管的加入,展銳在智慧手機SoC上發展迅速,取得了一定成績。

去年年末,紫光展銳以“人民的5G”為主題釋出了第二代5G晶片展銳唐古拉T770和唐古拉T760,並實現客戶產品量產。

目前來說,中國電信天翼一號2022款將首發唐古拉T770,中興旗下某款 5G 機型將會首發唐古拉 T760。除此之外,中興、榮耀、海信、摩托羅拉、傳音等手機企業,也是紫光展銳SoC晶片客戶。

從資料來看,唐古拉T770在效能上距離高通、三星、蘋果、海思麒麟以及聯發科的高階SoC晶片尚有較大差距,但在一眾國產手機品牌支援下,紫光展銳SoC晶片產品在中低端5G智慧手機市場,或將實現一定的突破。

但無論是華為海思還是紫光展銳,雖然主打智慧手機SoC,實則在AIoT領域都有更強的影響力。如海思在安防SoC領域堪稱龍頭,並已佈局汽車SoC市場。而展銳的產品佈局也覆蓋了智慧手錶、藍芽耳機、物聯網等多個領域,這些細分市場正是國產SoC晶片市場競爭力最為凸顯的領域。

在智慧手機SoC領域,展銳可謂是國產獨苗。但在智慧手機之外,隨著AIoT時代的到來,國產SoC正在迎來百花齊放的契機。

03 國產SoC已經登上AIoT的時代舞臺

前面提到,SoC在TWS耳機、智慧音箱、掃地機器人等領域均有廣泛應用。

從市場應用看, 國產SoC企業在各個細分行業已經形成了一定競爭力。

海思和展銳之後,瑞芯微、晶晨股份、全志科技、北京君正基本處於國產SoC企業第二梯隊,其中瑞芯微研發實力較強,產品應用於平板電腦、Chromebook、機頂盒、安防領域等;晶晨股份獲得小米和TCL入股,是國內智慧電視SoC龍頭;全志科技在掃地機器人領域有較強競爭力,基於RISC-V指令集也推出了一系列產品,但整體應用場景更為分散。

在細分市場上,2016年以來,隨著蘋果AirPods的面世,TWS藍芽耳機已經成為智慧裝置中增長最快的領域,是目前銷量僅次於手機的智慧裝置,也是智慧可穿戴產品中首個過億單品。

在TWS藍芽耳機SoC市場上,蘋果和華為自研SoC不對外出售,第三方生產商有高通、聯發科旗下絡達、恆玄科技、珠海傑理、博通整合、中科藍訊等。

其中恆玄科技是國產TWS藍芽耳機SoC龍頭,聚焦於知名品牌客戶,技術指標已達行業先進水平,產品已進入華為、小米、OPPO、三星等主流手機品牌商供應鏈。

除恆玄科技外,國產TWS藍芽耳機SoC廠商中,珠海傑理科技營收規模較大,中科藍汛以白牌產品為主,近年來積極拓展品牌客戶;炬芯科技實際控制人為臺企瑞昱半導體,整體營收規模較小。

除此之外,在智慧音箱、智慧手錶、健康監測產品、商業顯示等領域,均有一系列國產SoC產品代表。但整體而言,SoC產品依賴於具體的細分行業,由此可能導致企業業績不穩定性增加。

如全志科技,曾經憑藉R16晶片在智慧音箱市場上競爭力十足,但隨著智慧音箱市場飽和,其業績大幅下滑;又如瑞芯微,近年來伴隨著平板電腦出貨量下降,其營收水平也逐年減少。

目前,雖然消費電子市場前景依然十分美好,但無論是智慧手錶還是TWS藍芽耳機這些明星細分行業,同樣伴隨著這樣的風險,消費電子SoC企業必須未雨綢繆,及早佈局下一個風口。

毫無疑問,智慧汽車將是國產SoC競爭的下一個風口。但截止目前,佈局車載市場的傳統SoC企業相對較少,僅全志科技、瑞芯微等企業推出了車載SoC產品。

此外,在這個市場上,迎來了一批新玩家,如地平線、黑芝麻為代表的智慧駕駛企業、韋爾股份旗下豪威集團、以及以吉利為代表的自主車企、以及一大批半導體創業企業等。

可以看到,在華為海思之後,目前展銳的SoC晶片競爭力最強,但尚不足以完全扛起國產SoC這杆大旗,國產SoC企業任重而道遠。但在潛力更大的物聯網和車聯網市場上,全面佈局的中國企業中或將有黑馬脫穎而出,這才是中國SoC晶片真正崛起的機會。