小米處理器麵臨著巨大的挑戰

2018-09-06 10:09:37 半導體行業觀察 2966
日前,小(xiǎo)米旗下(xià)的鬆果電(diàn)子宣布,將與阿裏旗下的中(zhōng)天微達成合作(zuò)關係,具體(tǐ)就是以中天微的(de)RISC-V CPU處理(lǐ)器為基礎平台,鬆(sōng)果(guǒ)電子提(tí)供極具市場競爭力的SoC智(zhì)能硬件產品,共同促進和加速RISC-V在國內的商業化(huà)進程(chéng)。由於這裏涉及了(le)新的開源架構RISC-V,鬆果電子(zǐ)的這個宣布在產業界掀起(qǐ)了(le)軒然大波(bō),小(xiǎo)米(mǐ)這種(zhǒng)大玩家的(de)進入,也給國內正在(zài)探索RISC-V未來的(de)先(xiān)行者帶來了更多信心。
 

小米雷軍在澎湃S1的發布會(huì)上
 
在筆者(zhě)看來,在振奮於小米入(rù)局RISC-V之餘,我更關注的(de)小米(mǐ)自(zì)研手機SoC——澎湃係列(liè)處理器(qì)的進展。自(zì)從(cóng)去年2月份公布了這個係列(liè)的首款芯片的澎湃S1之(zhī)後,小(xiǎo)米和其旗(qí)下的鬆果電子就再(zài)也沒有公(gōng)布這(zhè)個產品(pǐn)線的最新進(jìn)展。記得當時(shí)雷(léi)軍(jun1)在澎湃S1的發布(bù)會上曾經說過:“小米選擇這(zhè)條(tiáo)路是九死一生, 可(kě)能十年才能見(jiàn)碩果”,結合最近的這個公布和進展,難道小米在發(fā)布豪言壯語之後,僅經過(guò)短(duǎn)短的一年多,就要宣(xuān)布轉(zhuǎn)型了(le)?
 
遭受挑戰,
效仿(fǎng)華為自(zì)研手機SoC
 
從某個(gè)角度看(kàn),成立於2010年的小米是智(zhì)能手機產業的一個分水嶺。在他出(chū)現之(zhī)前,普(pǔ)通大眾對(duì)手機的了(le)解僅僅局限(xiàn)於顏色和(hé)顯示,隻有少部分(fèn)的讀者會關注到性(xìng)能或者跑分(fèn)之類的太多的東西,更(gèng)不用說(shuō)對高通、聯(lián)發科(kē)和展訊等廠商的了(le)解。但自從小米橫空出世之後(hòu),不但智能手機高端機器的價格下降了,公眾對手機(jī)的理解也上(shàng)升了一個(gè)層級。小米也(yě)憑借這種高性(xìng)價比的模式(shì),圈得(dé)了一(yī)大(dà)波粉絲,公司也在過(guò)去的幾年迅猛發展,並在今年成(chéng)功(gōng)登陸港交所。
 
小米(mǐ)的招股說明書披露(lù),從2010年開始運營到2015年底,公司的業績從0暴(bào)增到668億人民幣,當中大部(bù)分都是來自手機產品(pǐn)貢獻的營(yíng)收。根據市場研究機構(gòu)Strategy Analytics的(de)數據(jù)顯(xiǎn)示,在(zài)2015年,小米也以(yǐ)6750萬部的出貨量,15.4%的份額蟬聯中國手機出貨(huò)量第一。
 


2015年大陸(lù)手機出貨(huò)量統計
 
但在當時(shí),正在風(fēng)口浪尖(jiān)的小米麵臨華為(wéi)、OPPO和VIVO等的急起直追。
從手機的構(gòu)成上看,小米的手(shǒu)機,除了整個ID設計(jì)是(shì)自己的以外,其他的部(bù)件不(bú)論是(shì)SoC、存(cún)儲或者屏幕,都是第三(sān)方提供的。換句(jù)話說,小(xiǎo)米所(suǒ)宣(xuān)傳的優(yōu)勢(shì),也是其他廠商能買得(dé)到的。而國內這些好學(xué)的手機廠商(shāng),也正在效仿小米的模式,殺向小(xiǎo)米的腹地(dì)。尤其是(shì)華為,依賴於自研Kirin處理器的優勢,這個(gè)老(lǎo)牌手機(jī)國(guó)產廠商不但能夠在(zài)供貨問題解決,另外(wài)無論(lùn)是(shì)價格(gé)或者在差異化打造方麵的(de)靈活性(xìng),也都(dōu)是(shì)小米所(suǒ)不(bú)能比擬的,這就使得小米(mǐ)對(duì)其異常忌憚。至於運營高手OPPO和VIVO,他(tā)們也憑借線(xiàn)下開店的優勢和品牌效應,在一步步蠶食小米的市(shì)場(chǎng)。到(dào)了2016年,小米的出貨量(liàng)也真(zhēn)的急轉(zhuǎn)直下。
 
據IDC的統計數(shù)據顯示,該(gāi)年度(dù)全球智能手機總銷量為14億7060萬部,其(qí)中總銷量(liàng)排名前五的手機廠商分(fèn)別是三星(xīng)、蘋果、華(huá)為、OPPO和vivo。前五大手(shǒu)機廠商市場份額占比分別為:21.2%、14.6%、9.5%、6.8%,5.3%。在國產廠(chǎng)商我海(hǎi)外廠(chǎng)商(shāng)的雙重夾擊(jī)下,小米在2016年的出(chū)貨量(liàng)同比大幅度下跌了36%。也首次(cì)跌出了(le)智能手機(jī)出貨(huò)前五的榜單(dān)。
 


2016年全球的手機出貨量統計
 
但如果回頭看,小米雷軍(jun1)其實在2015年就看到了(le)這(zhè)一點。在2017年(nián)2月28日舉(jǔ)行的澎(péng)湃S1發布(bù)會上,雷軍表(biǎo)示,你(nǐ)們(men)看到的這(zhè)是28號發布的芯片,其實我(wǒ)們早在(zài)28個月前,也就是2014年10月左右,就開始了自有芯片的研發(fā)。也是在這一(yī)年,搭載Kirin 920的華為Mate 7掀起了一(yī)股(gǔ)旋風。華為手機在當年的出貨量也暴增40%達7500萬台。相信雷軍也是看到(dào)華為這(zhè)樣的表現,動(dòng)了(le)研發自由芯(xīn)片的念(niàn)頭(tóu)。
 
其(qí)實(shí)除(chú)了華為(wéi)以外,蘋果和三星(xīng)也是(shì)自(zì)研手機處理器的參與者,他們(men)和華為(wéi)的成功(gōng),更加(jiā)夯實了(le)雷(léi)軍自研(yán)芯片(piàn)的決心。
 
前途未卜,
澎湃芯不見澎湃
 
雷軍是有遠見的,但(dàn)這個武漢大學計算機(jī)係畢業的軟件高手,也許沒想到自研(yán)芯片會是一條比他(tā)想象中困難更多的路。
 
回(huí)到(dào)澎湃S1,這是采用28nm工藝打(dǎ)造的一顆完整的 SoC,在(zài)當中集成(chéng)了 CPU、GPU、通訊基帶、ISP 等部分(fèn)。其中(zhōng),CPU 部分為 8 顆核心(4 個 2.2GHz A53 + 4 個 1.4GHz A53),GPU 部分為(wéi)四核 Mali-T860 MP4,28 納米(mǐ)工藝。
 
雖然當時很(hěn)多媒體將(jiāng)這顆芯片與(yǔ)聯發科MT6755進行對比,得出了小米這顆芯片的更高(gāo)性(xìng)能的(de)結果。但從今天回(huí)看(kàn),小米隻(zhī)把(bǎ)這(zhè)個芯片搭載在(zài)其一款手機——小(xiǎo)米5C上,且這款(kuǎn)手機銷量(liàng)不借,由此可以看(kàn)出小米(mǐ)對這顆芯(xīn)片的(de)態度,其實我更願意把這看作一(yī)次試水。坦白講,做手機芯片真的(de)沒有像IC設計工程師(shī)調侃所說的(de)“堆積木”那麽簡單(dān)。
 
對比現(xiàn)在市場(chǎng)上直流的手機(jī)SoC玩家,Apple在2008年就收購了由業界大拿開創的Palo Alto Semiconductor(成立於(yú)2003年(nián)),並在兩年(nián)後收購了處理器設計公司Intrinsity(最(zuì)早可以追溯到1993年),在這樣的團隊(duì)和技術的支持下,A係列處理器才在全球(qiú)逐(zhú)漸打響了自己名頭。
 
華為公司(sī)也在2009年(nián)推出了其(qí)首款應用(yòng)處(chù)理器K3V1,經曆了K3V2的失敗,並(bìng)最終在2014年的(de)Kirin 920上,獲得世俗意義上的成功(gōng)。但我們(men)應該看到,作(zuò)為國內最大的芯(xīn)片設計公司,華(huá)為(wéi)海(hǎi)思的前身(shēn)可以(yǐ)追溯到華(huá)為(wéi)於1991年創立的集(jí)成(chéng)電路設計中心,這些產品(pǐn)的成功過,也並不是(shì)短短幾(jǐ)年的(de)積累。
 
而(ér)三星也(yě)在2009年開啟了其獵戶座芯片的(de)研發,這個(gè)全球(qiú)營收最高的(de)半(bàn)導體(tǐ)公司在芯片設計領域有了深厚的積累,但在手機SoC的(de)研發上也(yě)吃過不少虧(kuī),才走到今天這一步(bù)。
 
其他(tā)如高通、聯發科和紫光展銳等第三方的手機芯片供(gòng)應商,無論從曆史沿(yán)革(gé)、公司(sī)積累或(huò)者(zhě)人才(cái)的水平方麵(miàn),也都(dōu)是經過多年的曆練成長起來的。相反,小米旗下的鬆果電子研發的澎湃係列芯片,無論在哪方麵(miàn)都似乎有所(suǒ)欠缺。據知(zhī)情人透露,這個(gè)芯片的技術是是來自於聯芯的SDR1860平台。考慮到聯芯過去幾(jǐ)年在手機SoC方麵的表現(xiàn),我們也應該對小(xiǎo)米這顆芯片實力有了直觀的了解。
 
另一(yī)方麵,小米首顆推出的(de)澎湃S1是(shì)麵(miàn)向高通、展銳和聯發科正在血拚的中端市(shì)場,如果小米繼續在(zài)這個方向(xiàng)發力,這不符合手機廠(chǎng)商(shāng)進入自研芯片市場的既定目標,因(yīn)為現在的蘋果(guǒ)、華為(wéi)和三星(xīng)在自研芯片方麵,基本(běn)都是高(gāo)舉高打。也就說小米(mǐ)的(de)初衷也許(xǔ)就是打(dǎ)造高端的處理器,而S1隻是一個他(tā)們(men)及早切入市場的一個過渡,但芯片研發成本的提升還有對技術(shù)的要求,也許就限製了他們走向(xiàng)高端的路,拖延了澎湃係(xì)列(liè)的步伐。
 
在今年五月,網上曾盛傳,小米旗下的澎湃S2即將亮(liàng)相。消息透露(lù),這是(shì)一顆使(shǐ)用台積電16nm FinFET工藝(yì)打造的4個A73和4個A53打造的處理器。但(dàn)直到現在還沒看(kàn)到(dào)他(tā)們的亮(liàng)相,這或多(duō)或少與芯片設計技術難道加大和芯片(piàn)研發成本提升有關(guān)。
 
Semiengingeering之前曾(céng)刊發過一篇文章,介紹(shào)了不同工藝下(xià)開發芯片所需要的費用,其(qí)中28nm節(jiē)點上開發芯片隻要5130萬美元投入,16nm節點需(xū)要1億美元,7nm節點需要2.97億美元(yuán)。到了5nm節點,開發芯(xīn)片的費用將達到5.42億美(měi)元(yuán)。現在領先廠商都(dōu)已經跑到7nm的(de),對小米來(lái)說,這(zhè)也是一筆巨大的(de)開資,或許會讓他們吃不消。也許正是在(zài)這種種優勢的影響下,小(xiǎo)米澎湃改變了他的方(fāng)向。
 


不同工藝節點下的芯片研發(fā)成本
 
雷軍(jun1)之前曾經說(shuō)過:“大家說芯片業也是軟件業,本(běn)質上它是用軟件把芯(xīn)片(piàn)的設計原理寫完以後(hòu),直接固化到(dào)晶體管上(shàng)的。我不知道大家知道芯片是怎(zěn)麽做的(de)嗎?芯片其實也(yě)是寫軟件,寫完以後,他用編譯(yì)器給你編譯成晶體管,最(zuì)後(hòu)全部做成晶體管。我們的做法(fǎ)是什麽呢(ne)?沒有全部固化,隻固化了一部分,用(yòng)了(le)一(yī)個通用(yòng)的高速的矢量處(chù)理器,在上麵再做算法。所以(yǐ),它的速度快,所以我們有很多的創新在裏麵。”
 
但(dàn)從鬆果電子的發展(zhǎn)看(kàn)來,事情也許並沒雷軍描述的(de)更要複(fù)雜。
 


互聯網對不同品(pǐn)牌處理器表現的調(diào)侃
 
進攻RISC-V,
擁抱物聯網的大機會
 
過(guò)去一(yī)年多(duō)的(de)時(shí)間裏(lǐ),華為升級到了新一代(dài)的Kirin 980,三星獵戶座也更(gèng)新了,高通(tōng)的驍龍855也(yě)即將麵(miàn)世,聯發科和(hé)紫光展銳也還在默默努力(lì),但(dàn)澎湃S2依然沒有蹤影。在很(hěn)多分析師(shī)和專家看來,小米鬆果的自研手機芯片,也許離他們(men)的目標越來越遠的。但在筆者看(kàn)來(lái),現在與(yǔ)中天微在RISC-V上(shàng)的(de)合作(zuò),未嚐不是(shì)他(tā)們的一個新機會。
 
RISC-V是(shì)一種(zhǒng)基於精簡指令集計(jì)算(RISC)設計原則的開放指(zhǐ)令集架構(ISA),由伯克利大學於2010發起。相對(duì)於大(dà)多數傳統ISA封閉的(de)生態(tài)以及高昂的授權(quán)費用而言,其最(zuì)大特色(sè)就是開放和免費。由於基於該ISA可(kě)以根據實際應用對指(zhǐ)令集(jí)進行(háng)擴(kuò)展(zhǎn)和裁剪(jiǎn),並且在(zài)不(bú)用花費高額授權費(fèi)用(yòng)的情況下針對具(jù)體情況實現(xiàn)處理器內核,因此獲得眾多(duō)誌願者,行業(yè)專(zhuān)家(jiā)以及商業巨(jù)頭的支持,圍繞(rào)著RISC-V的(de)生態(tài)迅速成長。
 
在很多專家看來,這個架構因為性能(néng)、功耗、麵積和價格方麵(miàn)的綜合(hé)優勢,加上開(kāi)放,免費和擴展的特點(diǎn),這就使得這個相對新的架構在即(jí)將爆發(fā)的物聯網(wǎng)和邊(biān)緣計算市(shì)場大有(yǒu)可為,國內外也有SiFIVE,芯來(lái)科技、Greenwave、CEVA和西部數據等一大(dà)波廠商投入(rù)這個產業當中去。這對於正在打造智(zhì)能硬件生態的小米來說,無疑是一(yī)個機會。
 
根(gēn)據招股說(shuō)明書,小米把自己(jǐ)定位一個以手(shǒu)機、智能(néng)硬件和IoT平台為核心的互聯網公司。通過(guò)投資和管理建立的方式,小米打造起了一個(gè)龐大的智能硬件生態,儼然建立(lì)了一個龐大的消費IoT平台。截止到2018年3月31日,小米的(de)生態係統已經擁有了(le)超(chāo)過210家公司的龐大(dà)陣容,公(gōng)司的IoT平台也連接了超過1億(yì)台設備(不包括智能(néng)手機和筆記本(běn)電腦),這是(shì)小(xiǎo)米產品矩陣裏,扮演了(le)重要的角色。
 
艾瑞谘詢的數(shù)據也顯(xiǎn)示,2015年到2017年間,全(quán)球消費物聯網硬(yìng)件的銷售額從3063億美元增(zēng)長至4859億美元,年平(píng)均複合增長(zhǎng)率高達26%。預計至(zhì)2022年,將達到15502億(yì)美元(yuán),未來幾年的年平均複(fù)合增長率也(yě)將(jiāng)達(dá)到26.1%。依賴於平台(tái)和產品優勢的小米,也勢必會(huì)在其(qí)中分一杯羹。當然,更上遊的芯片廠商也不例外(wài)。
 


未來幾年的物(wù)聯網硬件設備銷售額
 
在過往,小米生態鏈的智能硬(yìng)件產品用(yòng)的(de)都是第(dì)三方半導體公司的芯片,對於(yú)一(yī)個大(dà)體量的係統廠商來說,這種依賴外(wài)部(bù)供(gòng)應主核心芯片的方式,似乎(hū)變得(dé)越來越不受(shòu)待見(jiàn)。尤(yóu)其是近年來在中國(guó)芯和自主可控(kòng)的目(mù)標(biāo)推動下(xià),很(hěn)多大型係統廠商開始投(tóu)入到芯(xīn)片(piàn)的自研(yán)中去。小米鬆果(guǒ)也是瞄(miáo)著(zhe)這個目標而去的。包括(kuò)微軟、穀歌、亞(yà)馬(mǎ)遜、百度甚至格力(lì)等廠商涉(shè)足芯片的現象表明,係統廠商(shāng)設計芯(xīn)片(piàn)似乎是一個(gè)勢在必(bì)行的事情。
 
從三年前就開始意(yì)識到的(de)小米雖(suī)然(rán)在澎湃處理器上的發展不及預(yù)期,但這次轉(zhuǎn)攻物聯網市場。對他(tā)們來(lái)說,或許就真的是柳暗(àn)花明(míng)又(yòu)一村。
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