2021年已經(jīng)結(jié)束，回顧這一整年，“缺芯”貫穿著始終。“缺芯”浪潮持續(xù)發(fā)酵下，“跨界造芯”也開始愈發(fā)吃香，不少媒體更是將“跨界造芯”列入半導(dǎo)體行業(yè)十大熱詞。今年無(wú)論是車企還是手機(jī)廠商，又或是互聯(lián)網(wǎng)大廠都接二連三得扎進(jìn)“造芯”賽道，甚至于連地產(chǎn)、家電、百貨、水泥廠等企業(yè)也直接橫跨到科技業(yè)開始造芯之路。
其實(shí)，早在2010年蘋果發(fā)布 iphone 4明確向外界宣布自研處理器 a4后，“造芯”就已經(jīng)不再是芯片公司的專場(chǎng)，谷歌、特斯拉、微軟、百度、亞馬遜、阿里巴巴等接連入局。今年，撇開地產(chǎn)、百貨、水泥廠等實(shí)業(yè)企業(yè)，對(duì)于汽車、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等大廠來(lái)說(shuō)，雖然“造芯之路”九死一生，但不做就是“溫水煮青蛙”。
在用戶需求日益“刁鉆”，“芯荒”還未解決的大背景下，“跨界造芯”似乎已蔚然成風(fēng)。
車企：芯荒下的“絕地求生”
今年受芯片短缺影響較大的行業(yè)中，汽車行業(yè)毫無(wú)疑問(wèn)是是最廣為人知的。從去年12月起，上汽大眾、福特、通用、本田、現(xiàn)代、豐田等汽車巨頭便相繼爆出因芯片短缺停產(chǎn)或延遲生產(chǎn)的消息。根據(jù)AutoForecast Solutions最新數(shù)據(jù)，截至12月19日，由于汽車芯片供應(yīng)短缺，已造成全球汽車減產(chǎn)1027.2萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)全球2021年全年減產(chǎn)汽車1131萬(wàn)輛。其中中國(guó)市場(chǎng)累計(jì)減產(chǎn)198.2萬(wàn)輛；預(yù)計(jì)今年全年減產(chǎn)214.8萬(wàn)輛。
芯片短缺對(duì)汽車行業(yè)影響之嚴(yán)峻，幾乎是波及全球，中國(guó)更是重災(zāi)區(qū)。拿小鵬汽車來(lái)說(shuō)，其董事長(zhǎng)兼CEO何小鵬的憂愁從今年8月的“抽芯斷供供更苦，舉杯銷愁愁更愁”，到12月的“誰(shuí)能給我芯片 我就請(qǐng)他喝酒”。
飽受缺芯痛苦之下，車企也開始采取“自救”措施，紛紛加入“造芯”隊(duì)伍。據(jù)筆者的不完全統(tǒng)計(jì)，今年超10家車企有了“造芯”新動(dòng)態(tài)，主要分成聯(lián)手芯片廠商和自研芯片兩種。
其實(shí)車企造芯也不是從今年才有的，以比亞迪為例，比亞迪早在2005年就組建了車規(guī)級(jí)芯片研發(fā)團(tuán)隊(duì)，因此在其他汽車企業(yè)缺芯缺到心慌張的時(shí)候，比亞迪卻迎來(lái)了銷量大漲。日前，比亞迪半導(dǎo)體還帶來(lái)了成功自主研發(fā)出1200W功率器件驅(qū)動(dòng)芯片BF1181的好消息。
除了比亞迪外，特斯拉、北汽、大眾、吉利等也屬于“自研芯片”隊(duì)伍。其中，北汽產(chǎn)投與Imagination集團(tuán)、翠微股份合資成立的核芯達(dá)首款智能語(yǔ)音芯片于今年上半年流片；特斯拉8月份推出云端AI訓(xùn)練芯片D1；吉利汽車12月份發(fā)布國(guó)內(nèi)首顆7nm車規(guī)級(jí)座艙芯片龍鷹一號(hào)。大眾集團(tuán)則是在5月份表示計(jì)劃為自動(dòng)駕駛汽車設(shè)計(jì)和開發(fā)自己的高性能芯片，以及配套的軟件。此外，蔚來(lái)和小鵬也傳出自研芯片的消息。去年10月，媒體報(bào)道稱，蔚來(lái)正在規(guī)劃自研自動(dòng)駕駛計(jì)算芯片。而據(jù)36氪4月稱，小鵬汽車自研芯片計(jì)劃已經(jīng)籌備了數(shù)月，或在今年底或者明年初對(duì)芯片進(jìn)行流片。
但由于芯片技術(shù)研發(fā)十分復(fù)雜，不可一蹴而就。相比有經(jīng)驗(yàn)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，車企難以在短時(shí)間內(nèi)取得同樣的高度，因此福特、通用、長(zhǎng)城等多數(shù)車企還是選擇與芯片廠商合作或者參股的方式參與造芯。
當(dāng)前車企的芯片用量正在快速增長(zhǎng)，一輛傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)式的汽車，大約需要100-400顆芯片，然而汽車數(shù)字化程度在不斷提升，未來(lái)將需要更多的芯片來(lái)完成驅(qū)動(dòng)和控制，芯片用量自然也將持續(xù)增長(zhǎng)。為了能夠保障芯片供應(yīng)，車廠自研芯片勢(shì)在必行。
據(jù) Gartner, Inc. 稱，到 2025 年，芯片短缺以及電氣化和自動(dòng)駕駛等趨勢(shì)將推動(dòng)前 10 名汽車原始設(shè)備制造商 （OEM） 中的 50% 設(shè)計(jì)自己的芯片。因此，這將使他們能夠控制自己的芯片產(chǎn)品路線圖和供應(yīng)鏈。
手機(jī)廠：從ISP開啟計(jì)算影像時(shí)代
在手機(jī)芯片行業(yè)，有一句話叫做“得芯者得天下”。今年手機(jī)廠商在造芯賽道也格外熱鬧，國(guó)產(chǎn)手機(jī)“四大廠”華米OV齊聚，vivo和OPPO首次推出自研芯片，從某種意義上也是見證歷史性時(shí)刻的一年。
今年小米推出了2款芯片，分別是3月的ISP芯片澎湃C1和12月的充電芯片澎湃P1；vivo則公布了第一顆自研ISP芯片 V1；OPPO推出首顆自研影響專用NPU芯片；華為海思也推出新一代的圖像處理引擎越影ISP芯片。
從上圖來(lái)看，手機(jī)廠切入芯片研發(fā)領(lǐng)域基本都是以自研為主，且著眼點(diǎn)大多在影像能力的提升。其中，vivo、小米、華為都推出了ISP芯片，雖然OPPO的馬里亞納MariSilicon X是NPU芯片，但其實(shí)也融合了ISP，是一個(gè)ISP+AI加速器的NPU。
ISP，即“Image Signal Processor”（圖像信號(hào)處理器），是用來(lái)對(duì)前端圖像傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行處理的單元。通俗來(lái)理解就是，ISP 所要做到的就是將“數(shù)字眼睛”的視力水平提高到“人類眼睛”的水平，讓人眼看到數(shù)字圖像時(shí)的效果盡可能接近人眼看到實(shí)景時(shí)的效果。
提到手機(jī)芯片，可能大家第一時(shí)間想到的是高通驍龍這種SoC芯片，但從華為、小米的SoC“造芯”之路來(lái)看，著實(shí)充滿了挑戰(zhàn)。盡管華為研發(fā)出了像麒麟 9000 這樣的國(guó)產(chǎn)之光，一度可以與高通一爭(zhēng)高下，但沒(méi)能逃過(guò)美國(guó)的多輪制裁，麒麟 9000也成為了“絕版芯片”。而小米在2017年推出澎湃S1后，第二代至今未更新，由此可見，SoC芯片的研發(fā)難且“危”。
與集大成者的SoC芯片相比，只專注于影像的 ISP在技術(shù)上相對(duì)沒(méi)這么復(fù)雜，更重要的是，在影像已成為手機(jī)核心競(jìng)爭(zhēng)力的當(dāng)下，如何切實(shí)的提高影像性能已經(jīng)成為了手機(jī)廠商“內(nèi)卷”的方向。
近年來(lái)，各大手機(jī)廠商圍繞影像展開了曠日持久的“明爭(zhēng)暗斗”，手機(jī)影像硬件不斷在增加，性能提升卻似乎進(jìn)入了瓶頸期。于是，廠商們開始選擇從軟件、算法方面出發(fā)，并提出了“計(jì)算影像”的概念。“計(jì)算影像”即通過(guò)AI算法后處理拍攝影像，以此拍出媲美相機(jī)的照片。
IDC中國(guó)研究經(jīng)理王希指出，手機(jī)影像近年的明確方向就是“計(jì)算攝影”，上游硬件發(fā)展幾乎可以說(shuō)是透明的，并且受限于手機(jī)空間，上限一定存在，因此各家的影像算法在手機(jī)影像中的占比越來(lái)越大。
手機(jī)影像的表現(xiàn)與算法密不可分，而ISP芯片就是實(shí)現(xiàn)手機(jī)影像的關(guān)鍵硬件，通過(guò)ISP芯片可以讓較差的相機(jī)配置拍攝出更好的照片。因此，不僅是“米OV”，連華為海思也選擇從ISP再次切入手機(jī)芯片研發(fā)領(lǐng)域。隨著四大手機(jī)廠在計(jì)算影像領(lǐng)域的“狹路相逢”，必將掀起新的“腥風(fēng)血雨”，也將進(jìn)一步推動(dòng)手機(jī)進(jìn)入“計(jì)算攝影”時(shí)代。
互聯(lián)網(wǎng)大廠：虛擬世界的盡頭是芯片
除了車企和手機(jī)廠商外，今年互聯(lián)網(wǎng)大廠也是扎堆造芯，試圖通過(guò)自研芯片，希望從硬件層面實(shí)現(xiàn)自家軟硬件緊密結(jié)合，從而滿足用戶的需求。
據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，今年谷歌、亞馬遜等國(guó)外巨頭相繼推出了自研芯片，而國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)大廠也士氣十足，騰訊、百度、阿里等都推出了自研芯片，其中百度推出的是第2代自研AI芯片昆侖芯2；騰訊紫霄已經(jīng)流片成功；阿里不僅推出了云芯片倚天710，其達(dá)摩院還宣布研發(fā)出全球首款基于DRAM的3D鍵合堆疊存算一體芯片。字節(jié)跳動(dòng)和美團(tuán)則是以投資為主，但需要注意的是，字節(jié)跳動(dòng)3月曾稱正組建相關(guān)團(tuán)隊(duì)，探索AI芯片領(lǐng)域，或許不久也將加入BAT隊(duì)伍。
從上圖來(lái)看，互聯(lián)網(wǎng)大廠的主要研發(fā)方向是AI芯片。早在2017年的時(shí)候，Nvidia首席執(zhí)行官（CEO）黃仁勛曾表示，軟件會(huì)吃掉世界，但AI會(huì)吃掉軟件。隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，通用芯片難以滿足深度學(xué)習(xí)算法的要求，這也促使互聯(lián)網(wǎng)大廠開始試水造芯。
此外，元宇宙概念的大火也讓他們“嗅到了”機(jī)遇，就像互聯(lián)網(wǎng)給人類生活帶來(lái)大變革一樣，元宇宙或許也將開啟新世界，國(guó)外游戲公司Roblox憑借元宇宙的熱度一年之內(nèi)估值從40億美元飆升至超400億美元。面對(duì)如此巨大的市場(chǎng)，BAT以及字節(jié)跳動(dòng)都已斥重金“撲”向元宇宙。
然而無(wú)論是人工智能時(shí)代還是元宇宙，這些理想世界其所依托的終端產(chǎn)品包括電腦、智能手機(jī)或云端服務(wù)器等均離不開芯片，芯片是將“理想”變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)”的關(guān)鍵，如果芯片技術(shù)無(wú)法突破，那么再厲害的技術(shù)也可能無(wú)法實(shí)際落地應(yīng)用。OPPO CEO陳明永在2021年度未來(lái)科技大會(huì)就表示，一個(gè)科技公司沒(méi)有底層技術(shù)，就沒(méi)有未來(lái)，高端產(chǎn)品沒(méi)有核心技術(shù)，就是空中閣樓。由此可見，互聯(lián)網(wǎng)大廠“跨界造芯”并不奇怪，甚至可能是大勢(shì)所趨。時(shí)代在快速發(fā)展，以算法和軟件見長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭們也需要尋求新機(jī)會(huì)，只有走在技術(shù)的前端才不會(huì)被“后浪”輾于時(shí)間的車輪之下。
寫在最后
整體而言，芯片行業(yè)是一個(gè)投入大、周期長(zhǎng)、見效慢的行業(yè)，芯片獨(dú)立也不是一張嘴的事情，它需要人才、需要資本、需要時(shí)間，需要企業(yè)在看不見利潤(rùn)的前提下，依然投入大量的資金研發(fā)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累和人才積累，才有機(jī)會(huì)造出自主設(shè)計(jì)的芯片產(chǎn)品。
但對(duì)我國(guó)而言，企業(yè)跨界“造芯”對(duì)芯片行業(yè)發(fā)展也將是不可多得的機(jī)遇。當(dāng)前，國(guó)家對(duì)于芯片行業(yè)扶持力度日漸加強(qiáng)，再加上民間資本的踴躍投資，芯片行業(yè)也將加速發(fā)展，未來(lái)勢(shì)必會(huì)有更多玩家踏上“造芯”的跑道。