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巨头垄断的手机芯片市场,杀出一匹国产黑马

2022-06-30
来源: 芯东西

  用“苹果模式”做芯片,探索国产手机SoC突围的新路径。

  在芯片工艺制程升级逐渐放缓、芯片架构鲜有突破的今天,手机芯片性能的提升似乎遇到了瓶颈。

  这样的现状无疑加剧了手机芯片市场的“内卷”,小玩家的生存更加艰难,在苹果之外,安卓手机芯片市场几乎被高通、联发科垄断。

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  ▲全球智能手机AP市场份额,来源:Counterpoint

  一方面,华为海思受限,难以获得先进工艺代工;另一方面,大陆芯片厂商展锐在整体市场份额方便比较有限。

  国产手机芯片的发展,似乎遇到了瓶颈。

  而就在几天前,小米面向海外市场的子品牌POCO刚刚发布了新机POCO C40,在其同价位段出色的AI能力、影像能力及能效比背后,一颗国产手机SoC引起了业内广泛关注。

  小米POCO C40搭载了瓴盛科技研发的第一颗手机移动芯片平台JR 510,而作为一家成立仅四年的创企,瓴盛科技毫无疑问正在用一种新的思路和玩法杀入手机芯片市场。

  他们的出现,也成为了国产手机芯片行业发展的新变量。

  此次芯东西与瓴盛科技CEO肖小毛进行了深入交流,深入挖掘了JR 510背后的关键技术、瓴盛自研芯片的商业逻辑,并对于未来手机芯片市场的发展格局以及瓴盛科技的机遇挑战进行了深度前瞻。

  01.“千元机”芯片用上AIvDSP模块成拍照“杀手锏”

  当下,随着手机智能化程度越来越高,手机对于AI能力的需求也水涨船高,目前旗舰手机SoC普遍具备较高的AI算力。

  但引起我注意的是,作为一款瞄准入门级中低端智能手机市场的SoC,JR 510这这颗芯片配备了AI硬件加速器,也就是在旗舰手机SoC中常见的NPU模块,这样的配备会不会显得有些奢侈呢?

  答案是否定的,其实当下AI能力即使在“百元机”、“千元机”市场,也有广泛需求存在。

  比如我们平时常用的视频拍摄、各类社交App中的视频通话功能,都涉及大量的视频图像处理过程,虽然通过CPU和GPU,并辅以算法,也可以处理这样的任务,但能效比并不高,而在手机这种小型移动设备上,能效比非常重要。

  相较而言,将这种视频图像处理任务交给专用的AI加速器来处理,效率会更高。

  这次JR 510内部集成了独立AI加速引擎,该NPU模块可以提供1.2TOPS的AI算力,通过硬件AI加速,JR510可以在AI运算、视觉与图像处理以及音频算法等方面实现更好的处理效果和更高的能效比。

  虽然在峰值算力方面,JR 510相比高端及旗舰SoC还有一定差距,但要知道,相较于同价位段手机SoC通常以AI软件加速的方式,AI硬件加速能力还是缺失状态。

  比如高通的骁龙400系列、联发科的中低端H系列SoC,都没有配备独立的AI硬件加速单元,仅靠软件算法来实现图像的处理。

  相比之下,AI硬件加速能力的优势,是比较明显的,同样做到30帧的视频美颜,通过AI硬件加速来实现所需要的功耗要远低于使用纯软件的方式。

  可以说,JR 510对于入门级中低端智能手机AI能力的提升,是“从0到1”的过程。

  除了配备NPU模块,JR 510还具备拓展支持独立视频处理模块vDSP(Video DSP)的能力。

  如果手机终端厂商有进一步提升手机拍照体验的需求,JR 510还可以进行针对性调整。届时,在NPU和vDSP的共同加持下,手机对于ISP图像信息的处理加工能力将进一步提升,推高入门级中低端智能手机的拍照体验的“天花板”。

  当然,在这些“独门秘诀”之外,JR 510的“基本功”也是过硬的。

  为了实现更好的能效比,瓴盛科技的JR 510采用了三星11nm FinFET工艺。相比之下,大部分同价位段竞品芯片所采用的普遍为28nm工艺。

  在芯片架构方面,JR 510的CPU部分采用了A55内核,而同价位段竞品CPU通常使用的还是A53内核。在GPU方面,JR 510采用了Arm Mali G52。

  根据目前海外市场的实机测试来看,搭载JR 510的智能手机,应付一些轻度甚至中度负载手游,都是可以较为流畅运行的。

  而6000mAh电池辅以JR 510较低的待机功耗,则让落地机型小米POCO C40实现了比较好的续航体验。

  02.入门级市场的“搅局者”4G市场是块被忽略的大蛋糕

  从NPU到vDSP,再到三星11nm工艺,一颗入门级手机芯片,真的值得如此“大费周章”的“堆料”吗?

  实际上,目前手机芯片市场虽然内卷激烈,但技术竞争焦点更多是落在中高端及旗舰手机芯片上,高通、联发科对于中低端入门级手机芯片的重视程度甚至可以说是“严重不足的”。

  高通依托自身技术优势,在5G高端芯片市场进一步站稳脚跟,而对于4G芯片的迭代则放慢了脚步。

  另一边,联发科推出了旗舰天玑9000和中高端天玑8100两颗SoC,但面向自己以往主力价格段的中低端芯片新品却推进缓慢。

  此前,联发科的主力市场都是中低端手机芯片,但近几年,联发科不断发力高端市场,尝试与高通一教高下,因此资源也更多集中在高端芯片上,对于4G中低端芯片的重视程度有所降低。

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  ▲2021年全球安卓智能手机AP市场价格分布情况,来源:Counterpoint

  可以说,对于手机终端厂商来说,4G中低端手机芯片市场的气氛显得十分“沉闷”,急需优秀的产品来填补空白。

  瓴盛科技的JR 510正是这样一个“搅局者”。

  在扎稳基础CPU、GPU和通信基带性能后,JR 510其NPU提供的AI处理能力以及vDSP模块对于拍照效果的提升,实际反馈在消费端,都是用户能够感知到并有迫切需求的,瓴盛科技抓住这样的需求,打出了自己的差异化优势。

  虽然JR 510成为了入门级中低端手机芯片市场的一匹黑马,但需要注意的是,JR 510仍然是一颗4G芯片,这不免令人产生疑问,在5G时代,做一颗4G芯片,它的市场能有多大?

  仔细梳理当下主流厂商的手机产品线,我们能够看到一个显著特点,就是5G手机目前主要以中高端和旗舰智能手机为主,入门级的百元机以及千元机仍然有大部分是4G手机,而这些4G手机使用的芯片,不少采用的仍是多年前的技术。

  如果单看国内智能手机市场出货量数据,5G手机占比已经超过80%,但实际上国内5G普及的进度仍然是远低于预期的,而4G手机需求的坚挺程度反而是超出预期的。

  另一方面,放眼全球市场,5G普及速度要远低于国内市场。目前全球手机市场仍有将近一半的出货量都为4G机型,相比国内较高的5G普及率,海外4G市场仍然是一块规模不容忽视的大蛋糕。

  根据Counterpoint数据,2021年全球智能手机出货量为13.2亿部,其中5G智能手机出货量为5.3亿部左右,可以看到,非5G智能手机出货量规模依然十分可观。

  根据市场研究机构Sigmaintell数据,2021年全球4G智能手机SoC出货量超过了7.64亿颗,相比之下,5G智能手机SoC出货量为5.81亿颗。

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  ▲2020-2021年全球智能手机SoC/AP出货量(单位:百万颗),来源:Sigmaintell

  客观来看,新冠肺炎疫情席卷全球的这两年多时间里,全球通胀持续加剧,消费者对于电子产品的支出有降低趋势,因而对于中低端4G智能手机的需求也依然旺盛。

  除了需求使然,作为手机芯片赛道一个新入场的玩家,从4G芯片入局,实则也是一种更加稳妥的选择。

  目前5G芯片市场可以说已经被高通、联发科等巨头牢牢把持,技术迭代速度较快,投资高、风险也更高,对于初创企业来说,想要在短时间内跟上他们的步伐,是有较大挑战的。

  今年上半年,消费电子市场的疲软,就给高通和联发科带来了大量的芯片库存积压。这种赛道内和赛道外的各种不利条件,对于年轻的芯片创企来说,并不友好。

  同时,5G芯片更多应用在中高端和旗舰手机中,终端厂商对于芯片方案的选择,考虑的因素更加复杂。在这其中,芯片厂商的品牌能力十分关键,这对于终端厂商和消费者的决策都会有明显影响。

  相对而言,4G手机芯片市场的机会更多,瓴盛科技可以凭借自身技术优势,快速在4G市场推出具备独特竞争力的芯片产品。

  在肖小毛看来,现在先把品牌做起来很关键,同时等待5G市场真正下沉到中低端机型,瓴盛再入局,是个更稳妥的选择。在未来至少5到6年内,4G手机市场的规模依然十分可观,足以为创企成长提供丰厚沃土。

  在与肖小毛的交流中,我能明显感受到,瓴盛科技是一家相对“务实”的企业,而他们目前的重点,就是踏踏实实地将JR 510这颗芯片平稳落地。

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  ▲小米POCO C40官方宣传页面中对JR510的介绍:“八核处理器,流畅体验”,来源:POCO官网

  肖小毛也坦言,能够拿到小米的订单,是十分幸运的,但同时对瓴盛来说也是考验。他们的团队变得更有信心,但压力也更大了。

  毫无疑问,对于瓴盛科技来说,小米POCO C40,是他们在起步阶段的良好跳板,先站稳脚跟,才能进一步跳向更高处。

  以小米多年以来在海外市场建立的渠道能力以及品牌影响力,一旦芯片能够辅助产品成为爆款,不论是从营收还是品牌建设方面来看,对于芯片供应商来说都将是良好的助力。

  03.背靠巨头、瞄准全球AIoT时代或有更大机遇

  小米创始人兼CEO雷军曾说,做自研芯片是“九死一生”。的确,做自研手机SoC,其难度是非常大的,从前期投入、中期研发到后期落地,每一个阶段都会经历无数“生死线”。

  放眼全球,目前的主流市场也仅有高通、联发科、三星、展锐三家通用芯片厂商,苹果、谷歌的移动芯片只用在自家设备中。

  因此能够做出自研手机SoC,并成功落地在头部手机巨头的产品中,对于一家成立仅四年的创企来说,似乎有些“不可思议”。

  在谈及瓴盛的核心优势时,肖小毛毫不避讳他们与高通的关系。

  其实瓴盛科技在芯片圈并不是“陌生面孔”,早在2018年其成立之初,他们就受到了业内广泛关注。瓴盛科技的主要投资方,包括目前手机芯片巨头高通以及大唐集团旗下芯片设计公司联芯科技。

  在技术方面,瓴盛在通信基带层面获得了高通的技术授权支持,凭借高通在通信基带层面的深厚积累,瓴盛能够快速推出适用于全球运营商的通信基带产品,这也是他们的核心优势之一。

  在SoC的研发方面,做通信基带实际上是非常困难的一个环节,强大如苹果公司,其A系芯片仍然需要外挂高通的5G基带才能让iPhone实现5G通信。为了掌握关键技术,苹果更是不惜重金买下了英特尔的通信基带业务部门。

  可以说,瓴盛科技在掌握基带技术优势之上,可以将更多精力聚焦于打造自身芯片整体系统的优势特性上面,让资源更加集中。这也是国内华为海思和展锐都不具备的优势。

  在肖小毛看来,为快速进入激烈的移动芯片市场,瓴盛科技在初期的商业模式会类似苹果:重点做基带以外的部分,打造系统综合优势,实现更好的用户体验。

  目前瓴盛科技的员工人数在400人上下,其中包括职能部门的工程师在内研发人员占比超过了90%,有一些技术大牛更是来自于高通、大唐、Marvell等国内外头部芯片企业,这些都是瓴盛科技的核心优势所在,对于做芯片来说,人才是关键中的关键。

  SoC之所以难做,是因为它涉及CPU、GPU、ISP、通讯子系统等众多模块的协同,同时还需要对整体的性能、功耗进行大量调教,这些难关的攻克都需要大量有经验的研发人员,如果从零起步,难度无异于“从做轮子开始造车”。

  实际上,JR510早在2021年上半年就实现了流片,同年8月芯片一次流片成功,并于5个月内在客户终端版本上实现谷歌GMS认证通过,这样的效率也侧面体现了瓴盛科技在技术研发和落地方面的过硬能力。

  当然,芯片研发不是一蹴而就的,相比“一口吃个胖子”,瓴盛科技显然采用的是“小步快跑”的方式来做芯片。目前JR 510主要是依托自身技术优势,在前期已有积累上快速做出满足市场需求的产品。

  瓴盛科技目前一直在开发自己的技术IP,据了解,一些自研技术也会陆续应用在芯片产品中,完成对三方技术的替换。

  这次推出的JR 510,虽然是首颗手机SoC,但并不是瓴盛科技的第一颗自研芯片,在创立之初,他们的第一颗芯片瞄准的是AIoT市场。

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  ▲2021年12月20日,第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会暨“中国芯”优秀产品征集活动发布仪式上,瓴盛科技AIoT SoC JA310荣获2021“中国芯”优秀技术创新产品奖。

  如今距离瓴盛科技创立过去四年多,AIoT市场的发展也来到了前所未有的高速阶段,而且值得注意的是,所有手机终端厂商都在大力布局AIoT赛道,从智能手表、智能手环、智能耳机到各类智能家居产品。

  手机与各类AIoT设备的交互、协同、融入都在不断加深。

  其实AIoT芯片与手机芯片有着很多的相似之处,可以说在技术底层有很强的共通性,只是解决具体用户需求的复杂度有所不同。

  瓴盛科技基于自身在手机芯片、AIoT芯片领域的积累,具备在未来AIoT高速发展的时代,进一步找到新的突破口的能力。可以说,未来留给瓴盛发挥的空间,依然很大。

  04.结语:国产手机芯片黑马或成市场“鲶鱼”

  不论从AI能力、视频处理能力还是芯片能效比来看,瓴盛科技JR 510都成为了入门级中低端智能手机芯片市场的一匹黑马。

  利用好自身已有技术积累、重视技术研发、找准市场快速切入,都是瓴盛科技实现突破的关键。而拿下小米之后,JR 510后续的实际表现和市场反馈,都成为了后续业内关注的焦点。

  未来,AIoT快速发展,手机与更多智能设备的融合都会给瓴盛科技带来更多可能,而全球消费电子的短暂疲软也将成为对这家四岁创企的一次考验。

  作者 |  云鹏

  编辑 |  漠影




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